МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ УКРАЇНИ «КИЇВСЬКИЙ ПОЛІТЕХНІЧНИЙ ІНСТИТУТ імені ІГОРЯ СІКОРСЬКОГО» ТЕОРІЯ ІНТЕЛЕКТУАЛЬНИХ СИСТЕМ курсовий проект Навчально-методичний посібник Рекомендовано Методичною радою КПІ ім. Ігоря Сікорського як навчальний посібник для здобувачів ступеня бакалавра за освітньою програмою «Інтелектуальні технології радіоелектронної техніки» спеціальності 172 Електронні комунікації та радіотехніка Автори: В.А. Дружинін, М.М. Степанов Електронне мережне навчальне видання Київ КПІ ім. Ігоря Сікорського 2023 1 Рецензент Відповідальний редактор Пархомей І.Р., доктор технічних наук, професор, Національний авіаційний університет Мовчанюк А.В., кандидат технічних наук, доцент, Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» Гриф надано Методичною радою КПІ ім. Ігоря Сікорського (протокол № __від_._2023 р.) за поданням Вченої ради радіотехнічного факультету (протокол 04 /2023 від 27.3. 2023 р.) В методичних рекомендаціях висвітлюється питання щодо підготовки, розробки та захисту курсового проекту (роботи) які необхідно знати та виконувати здобувачам вищої освіти для того щоб показати знання та вміння самостійної роботи з джерелами інформації, проведення аналізу, знаходженню недоліків та використання отриманих компетенцій для усунення їх впливу, а також для успішного завершення навчання і отримання звання інженера. Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» проспект Перемоги, 37, м. Київ, 03056 https://kpi.ua © КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2023 2 ЗМІСТ ПЕРЕДМОВА......................................................................................................4 1. МЕТА КУРСУ ТА ОСНОВНІ ПОЛОЖЕННЯ ............................................5 2. Зміст курсової роботи та правила оформлення............................................7 2.1. Зміст курсової роботи........................................................................7 2.2. Правила оформлення КР ..............................................................….7 3. ЗАХИСТ КУРСОВОЇ РОБОТИ......................................................................9 4. ЗАВДАННЯ .....................................................................................................10 5. ВИКОРИСТАННЯ ЛІТЕРАТУРА.................................................................11 Додаток А.......................................................................................................................16 Додаток Б........................................................................................................................17 Додаток В........................................................................................................................19 Додаток Г........................................................................................................................20 3 ПЕРЕДМОВА Навчально-методичний посібник призначений для вивчення дисципліни «Курсове проектування» з циклу дисциплін професійної та практичної підготовки для студентів вищих навчальних закладів усіх форм навчання за спеціальністю 172 – Електронні комунікації та радіотехніка освітньо-кваліфікаційного рівня «магістр». Курс «Теорія інтелектуальних систем. Курсова робота» забезпечує загальне професійне спрямування процесу навчання студентів та їхню підготовку для практичної роботи на підприємствах зв’язку, телекомунікацій, електроніки, а також різного напрямку. Він складається з п’яти частин і вивчається протягом одного семестру. Процес підготовки, збору даних та їх обробки, проведення аналізу із знаходженням вузьких місць в радіотехнічній апаратурі яка використовується в інтелектуальних системах, розробкою шляхів зменшення їх впливу на показники систем, проведення моделювання (експерименту) щодо підтвердження правильності обрання напряму, все це показує ту глибину пізнання та підготовку спеціаліста к можливості самостійної роботи. Розглянуто ряд питання щодо курсового проектування на всіх етапах, від отримання завдання до захисту і здачі роботи на кафедру. 4 1. МЕТА КУРСУ ТА ОСНОВНІ ПОЛОЖЕННЯ Мета курсової роботи – поглибити вивчення цього курсу дисципліни «Теорія інтелектуальних систем», сприяти самостійному розширенню та виявлення знань теорії та систем із штучним інтелектом, машинним навчанням та використанням цих технологій в радіотехніці і електронних комунікаціях. Теоретичні питання курсової роботи необхідно пов'язати з практикою сьогодення розвитку науки й техніки, електронних комунікацій, радіотехніці та інформаційних технологій. Виклад отриманих знань та результатів роботи має бути грамотним та логічно-послідовним. Тематика курсових робіт може щорічно змінюватися з урахуванням процесів, що відбуваються, як в радіотехніці, електронних комунікаціях та інформаційних технологіях. При виконанні курсової роботи велике значення має правильний, чіткий виклад змісту. Одне із завдань курсової роботи полягає в тому, щоб студент набув досвіду у пошуку відповідної літератури та оформленні матеріалів, що належать до його майбутньої діяльності. Тема курсової роботи обирається самостійно самим студентом із рекомендованого переліку тем. Складання плану роботи та літературне оформлення курсової роботи здійснюється самостійно студентом. Правильно складений план роботи є певною мірою результатом розуміння студентом теми в цілому і говорить про внутрішній зв'язок питань, що викладаються. За потреби можливе отримання консультації з боку керівника. Курсова робота складається з пояснювальної записки і може містити електронні файли. Пояснювальна записка виконується на аркушах білого нелінійованого папера (з однієї сторони) скріплених швидкозшивачем, або будь-яким іншим образом. Вона містить у собі: 1) титульний аркуш; 2) завдання на курсове проектування; 3) зміст; 4) вступ; 5) основна частина; 6) висновок; 7) список використаних джерел; 8) додатки (якщо маються). Після закінчення курсової роботи потрібно правильно оформити титульний лист. На наступному за титульним листом наводиться план роботи. Потім слідує текст (нумерація йде з титульного листа, але не проставляється на ньому). При використанні цифрових даних, цитат із літературних джерел 5 необхідно зробити посилання на них наприкінці сторінки. У ній мають вказуватися назва джерел, видавництво, рік та місце видання, сторінка, з якої взято цитату чи цифру. Наприкінці курсової роботи наводиться список використаної літератури. У ньому зазначаються: Законодавчі акти України, які використовувалися у роботі (закони, укази Президента, постанови Кабінету міністрів, тощо). Інструктивні матеріали, нормативні документи. Роботи вчених та фахівців із зазначенням прізвища, ініціалів авторів, назва роботи, видавництво, рік та місце видавництва, кількість сторінок. Періодичність друку. Загальний обсяг курсової роботи має перевищувати 30-50 сторінок. Правильне оформлення списку використаної літератури курсової роботи. Підготовка та написання курсової роботи охоплює такі етапи: - вибір теми з рекомендованої кафедри; -ознайомлення з відповідною літературою на тему; -складання плану та узгодження його з керівником; - написання курсової роботи; - захист курсової роботи. 6 2. ЗМІСТ КУРСОВОЇ РОБОТИ ТА ПРАВИЛА ОФОРМЛЕННЯ 2.1. Зміст курсової роботи Курсова робота складається з наступних частин: Титульний аркуш є лицьовою частиною роботи і містить назву кафедри, проекту, прізвище і групу студента (див. приклади в додатках метод. вказівок). Завдання на курсове проектування являє собою лист, що містить вихідні дані для даного студентові варіанта проектування. Вихідні дані для проектування визначаються з таблиці 1 «Індивідуальне завдання» методичних вказівок. Зміст відображає структуру КР і містить у собі назви розділів (і підрозділів), а також номера сторінок, з яких вони починаються (вертикальний стовпчик у правій частині листа). Вступ визначає постановку задачі на проектування і повинне коротко відображати, щонайменше, три моменти: задачі, що розраховуються; шляхи рішення цих задач; мета даної курсової роботи. Рекомендований обсяг 1-2 сторінки. Основна частина - це сукупність усіх розділів і підрозділів КР, у яких вирішуються дослідницькі завдання. Питання, необхідні для розгляду в даній роботі відображені в пункті 4 «Завдання на КР». Кількість розділів і їхня назва не обов'язкова повинні відповідати пункту 4, в такому випадку вони повинні бути узгоджені із викладачем. Висновок повинний коротко відображати основні результати роботи прийняті проектні рішення і найбільш важливі числові величини. Рекомендований обсяг - 1 сторінка. Список використаних джерел повинен містити перелік літературних джерел (книг, статей, ДСТ, ДСТУ і т.д.) які використовувалися при роботі над КР. Додаток створюються в разі потреби застосування в КР допоміжного матеріалу, який не відповідає безпосередньо на питання, що досліджуються (довідкові дані і т.п.). 2.2. Правила оформлення КР Нижче перераховані деякі принципи оформлення пояснювальної записки і креслень, що необхідні для акуратного однакового виконання студентами звіту з КР. Нумерація сторінок виконується у правій верхній частині аркуша, вище тексту, арабськими цифрами. Титульний аркуш і завдання до нумерації включають, але номера на них не проставляють. 7 Написання тексту на аркуші виконується комп'ютерним способом у текстовому редакторі (висота 12 пт, міжрядковий інтервал - 1,5) з урахуванням відступів: ліворуч - 20 мм, праворуч - 10 мм, зверху - 20 мм, знизу - 20 мм. Текст основної частини за потреби розділяють на розділи, підрозділи, пункти. Якщо розділ поділяється на підрозділи, то не повинно бути тексту не вхідного в підрозділи. Заголовки розділів пишуться симетрично тексту (центруються) прописними буквами. Вони складаються з номера розділу (арабськими цифрами) відділеного крапкою від назви. Крапку наприкінці заголовків не ставлять, заголовки не підкреслюють. Заголовки підрозділів пишуть з абзаців, малими літерами, крім першої прописної. Номер підрозділу складається з номера розділу і підрозділу розділених крапкою і з крапкою наприкінці, наприклад: «2.3.» (третій підрозділ другого розділу). Номер пункту пишеться з абзацу і складається з номера розділу, підрозділу, пункту розділених крапками. Наприкінці ставиться крапка, наприклад: «1.3.2.» (другий пункт третього підрозділу другого розділу). Пункт заголовка не має. Оформлення таблиць виконується наступним чином. Над правим верхнім її кутом пишеться слово «таблиця» і проставляється її номер, наприклад: «Таблиця 1.2» (друга таблиця першого розділу). Кожна таблиця повинна мати заголовок, що поміщають над таблицею посередині (нижче слова «Таблиця»). Якщо величини зазначені у графах таблиці мають одиниці виміру, то вони також повинні бути зазначені. Рисунки повинні мати назву, розташовувану знизу і центровану щодо рисунка, і номер в межах розділу, розташовуваний по центру під рисунком. Основні формули, а також формули, на які повинні бути посилання нумерують арабськими цифрами в межах розділу. Номер формули повинний знаходитися з правої сторони листа на рівні формули в круглих дужках і містити номер розділу і порядковий номер формули розділені крапкою, наприклад: «(4.1)» (перша формула четвертого розділу). Пояснення значень символів і числових коефіцієнтів, що зустрічаються в КП уперше, варто приводити безпосередньо під формулою (кожен символ з нового рядка). Як що в даному КП часто зустрічається проведення двох-трьох розрахунків по одній формулі то можна тільки в одному випадку привести після формули повний чисельний розрахунок, а в інших - просто записати готовий результат. Посилання на літературу виконуються у квадратних дужках відповідно до номера джерела у списку використовуваних документів, наприклад: «... згідно [4] одержуємо...». 8 3. ЗАХИСТ КУРСОВОЇ РОБОТИ Завершальним етапом курсової є її захист. Призначення захисту: Виявити знання з обраної теми, самостійність та глибину її вивчення. При захисті студент повинен добре володіти змістом представленої роботи. Пояснити джерела цифрових даних, методи розрахунків. Відповідати на питання теоретичного та практичного характеру, пов'язані з цією темою. Формувати основні висновки та пропозиції. Курсова робота оцінюється керівником з урахуванням якості виконаної роботи та результатів її захисту. Курсова робота рецензується викладачами кафедри. У рецензії дається попередня оцінка якості виконання курсової роботи студентом та рішення про допуск до захисту. За наявності зауважень у роботі студент повинен ввести відповідні виправлення, уточнення, доповнення. Остаточна оцінка виставляється у процесі усного захисту курсової роботи. Дата та час захисту курсової роботи встановлюються згідно з графіком екзаменаційної сесії. Успішне проведення наукового дослідження та написання курсових робіт залежить від чіткого дотримання основних вимог, що ставляться до них в відповідних методичних рекомендаціях. Ці вимоги стосуються насамперед наукового рівня робіт, її змісту, структури, форми викладу матеріалу, а також їх оформлення. Оцінка курсового проекту здійснюється згідно вимог кредитно-модульної системи за 100-бальною шкалою. Максимальна оцінка за зміст роботи-75 балів і за захист-25 балів. Інтегральна оцінка оголошується після захисту роботи. Конфліктні питання, що стосуються виставленої оцінки, або порушення порядку захисту, вирішуються завідувачем кафедри, дирекцією ННІ, проректором з навчальної роботи. 9 4. ЗАВДАННЯ Використовуючи набуті навички та знання з курсу «Теорія інтелектуальних систем» розробити та реалізувати функціональну та інформаційну модель предметної області підприємства. Створені моделі повинні бути простими і зрозумілими як для людей з технічною освітою, так и для звичайного користувача/стейкхолдера системи. У таблиці 1 пропонуються варіанти предметних областей. За бажанням студент може запропонувати свій варіант предметної області, що ближче відповідає його досвіду і перевагам. Однак по складності він повинний відповідати зазначеним вище загальним вимогам і дозволяти вирішувати всі задачі даної роботи. Таблиця 1. Індивідуальні завдання за варіантами 1. Радіолокаційна система 2. Передавач 3. Приймач 4. Автомобіль 5. Доплеровська РЛС 6. Імпульсна РЛС 7. Антенно-фідерна система 8. Блок високої частоти РЛС 9. Блок відображення інформації РЛС 10. Блок обробки інформації РЛС 11. Цифроаналоговий преобразовач передовача РЛС 12. Університет 13. РЛС кругового обзору 14. РЛС наведення 15. Факультет університету 16. Пересувана станція зв’язу 17. Мобільна станція зв’язку 18. Смартфон 19. Залізниця 20. Вища освіта 21. Банківська система держави 22. Мережа супермаркетів 23. Базова станція мобільного зв’язку 10 5. МЕТОДИЧНІ РЕКОМЕНДАЦІЇ ЩОДО НАПИСАННЯ РОЗДІЛІВ КУРСОВОЇ РОБОТИ 5.1. Призначення та структура підприємства Цей розділ містить 3 пункти, що розкривають специфіку організації та діяльність підприємства: 5.1.1. Сфера діяльності підприємства На цьому етапі слід описати специфіку галузі/області, до якої він належить. Що відноситься до підприємства, уточнює специфічні характеристики поля та визначає специфіка самого підприємства. Також слід звернути увагу до юридичні аспекти. Діяльність підприємства: форма власності, законодавством якої регулюється діяльність підприємств у цій сфері, які види діяльності здійснює підприємство за класифікатором видів діяльності, на підставі яких правових актів здійснюється діяльність підприємства міста і т.д. Обсяг статті становить приблизно 3 сторінки. 5.1.2. Організаційна структура підприємства На цьому етапі слід визначити, яка в нього організаційна структура. Підприємство та те, як у ньому взаємодіють окремі учасники структури. Для цього спочатку необхідно співвіднести існуючу організаційну структуру із відомими видами, виявляючи типові характеристики цієї структури. Тоді ви повинні побудувати схему організаційної структури та дати опис цієї схеми: основні елементи структури (філії, підрозділи, відділи, посадові особи і т. д.), яким чином і на підставі чого вони взаємодіють один з одним. Тут, крім особливостей самої організаційної структури, бажано виявити вузькі місця, що вимагають впровадження методів та інструментів Системний аналіз. Обсяг статті становить приблизно 7 сторінок. 5.1.3. Виробнича структура підприємства Виробнича структура підприємства містить опис просторової форми організація виробничих процесів компанії: територіальне розташування підрозділи, філії, відділи тощо, просторові характеристики виробництва приміщень, складів, офісів тощо, які задіяні у виробничих процесах. Вони описуються плани, схеми приміщень, їх місткість та інші характеристики, зокрема кількість осіб, які можуть одночасно перебувати у приміщенні. Якщо необхідно для з опису цієї статті можна виконати виключену симуляцію прямо на будь-яке подібне підприємство у цій галузі. 11 Так само, як і для пункту 1.2, бажано визначити вузькі місця виробництва структури, що вимагають реалізації методів та засобів системного аналізу. 5.2. Обсяг статті становить приблизно 5 сторінок. Аналіз програмного та апаратного забезпечення підприємства Цей розділ містить опис всього програмного та апаратного забезпечення, яке використовуються на підприємстві у виробничих цілях. Якщо є кошти, які є приватними, але можуть вплинути на діяльність підприємства, також необхідні вказати Під час розгляду програмного забезпечення слід звернути увагу на доступність та типи ліцензій. Результати аналізу повинні містити опис ризиків, недоліків, переваг та ін. Якісні показники, на основі яких можна запропонувати модернізацію. Виробничі процеси. Обсяг статті становить приблизно 3 сторінки. Розробка моделей (розділи 2. Розробка та аналіз функціональної моделі підприємство, 3. Розробка та аналіз морфологічної моделі підприємства, 4. Розробка та аналіз інформаційної моделі підприємства) У розділах 2, 3, 4 необхідно провести моделювання виробничих процесів підприємств, які використовують зазначені моделі (див. матеріали курсу). Морфологічна модель через її складність може бути розглянута у цій статті, т.к. але його розвиток вітається і оцінюватиметься додатковими балами (до 10 балів) у залежно від правильності, придатності та необхідності розробленої моделі. Функціональна модель має бути описана з використанням методології IDEF. виконання системою своєї основної функції. Розкладання має бути виконане не менше ніж третьому рівні, не враховуючи концептуальної схеми. Для кожного графіка необхідно написати докладний текстовий опис. Розмір секції складає близько сторінки. Під час розробки інформаційної моделі необхідно застосовувати методологію ДФД. Інформаційна модель повинна ґрунтуватися на функціональній моделі та розширювати її. Отримані діаграми також слід описати. Зверніть особливу увагу структура зберігання даних Їхній опис бажано давати у вигляді реляційної моделі. 5.2.1. Об'єм розділу близько 15 сторінок. Проаналізуйте та визначте вузькі місця для кожної з моделей. Запропонуйте 1-2 альтернативні рішення, виходячи з потреб бізнесу та його ресурси. 5.2.2. Висновки Висновки містять коротку оцінку виконаної роботи (резюме); ваші особисті оцінки (думки) про важливість, перспективи застосування результатів працює; 12 питання, що залишилися нез'ясованими. Обов'язково вказуйте реферати щодо фактичного використання розроблених моделей. 5.2.3. Посилання Увійдіть до списку лише ті джерела (статті, підручники, монографії, Інтернет-джерела), які ви особисто використовували під час проходження курсу. При написанні пояснювальної записки необхідно дотримуватися правил академічної чесності та, у разі надання текстової або графічної інформації з використовувані джерела необхідно правильно оформити відповідні довідки. 5.3. Доповнення (за потреби). Програми можуть містити приклади/форми документів, які використовують їх у діяльність підприємства чи аналогічних підприємств, протоколи виключених спостереження, статистичні дані компанії та ін. 13 6. ВИКОРИСТАННЯ ЛІТЕРАТУРА 1. Dwyer B. Systems Analysis and Synthesis: Bridging Computer Science and Information Technology. Morgan Kaufmann, 2016. — 489 p. 2. Gould Howard. Systems Analysis and Design. Bookboon, 2016. — 147 p. 3. Недашківський О.Л. Планування та проектування інформаційних систем / О.Л. Недашківський. – К.: ДУТ, 2015. – 218с 4. Лямец В.И. Основи загальної теорії систем та системний аналіз / В.И. Лямец, В. И. Успаленко. – Харьків : БУРУН и К ; Київ : КНТ, 2015. – 304 с. 5. Лямец В.И. Практикум по навчальній дисципліні «Системний аналіз» / В.И. Лямец, В. И. Успаленко. – Харьків : БУРУН и К, 2015. – 94 с. 6.Береза А. М. Основи створення інформаційних систем. Навч. посібник. — 2е вид., перероб. і доп. – К.: КНЕУ, 2011. – 214 с. 7.Introduction to IDEF0/3 for Business Process Modelling.[Електронний ресурс]. Режим доступу: http://businessprocessagility.com/wp content/uploads/2015/06/IDEF03-guidebook.pdf 14 Додаток А НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ УКРАЇНИ «КИЇВСЬКИЙ ПОЛІТЕХНІЧНИЙ ІНСТИТУТ ІМЕНІ ІГОРЯ СІКОРСЬКОГО» РАДІОТЕХНІЧНИЙ ФАКУЛЬТЕТ КАФЕДРА ПРИКЛАДНОЇ РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ Пояснювальна записка до курсової роботи з дисципліни «Теорія інтелектуальних систем» Виконала: Перевірив: студентка гр. РЕ-21мп проф. Гелетко О.Я. Степанов М.М. Гелетко О.Я. Київ 2023 15 Додаток Б РЕФЕРАТ Магістерська дисертація на тему “ Особливості оброблення сигналів з використанням ресурсів графічних адаптерів”. Обсяг пояснювальної записки 85 сторінки, вони міститять 5 розділів, 18 ілюстрацій, 26 таблиці, 23 джерела в переліку посилань та 1 додаток з лістингом програми. Метою даної роботи є створення графічної утиліти, яка спроможна реалізувати власні рішення в сфері графічної обробки сигналу. В роботі розглянуто різні види обробки та пост обробки сигналів, доступні графічні API та наявні бібліотеки. Обрано та протестовано новий вид анти-алиасингу та алгоритмів на відміну стандартним запропонованим програмним забезпеченням Nvidia, а також протестовано метод виконання графічним процесором функцій оброблення сигналів без використання ресурсів центрального процесора. Ключові слова: обробка та пост обробка сигналів, зглажування, затемнення, кешування, аліасинг. 16 ABSTRACT Master's dissertation on "Features of signal processing using the resources of graphics adapters." The volume of the explanatory note is 85 pages, they contain 5 sections, 18 illustrations, 26 tables, 23 sources in the list of links and 1 appendix with the program listing. The purpose of this work is to create a graphical utility that is able to implement their own solutions in the field of graphical signal processing. The paper considers different types of signal processing and post-processing, available graphical APIs and available libraries. A new type of anti-aliasing and algorithms in contrast to the standard Nwidia software were selected and tested, as well as a method of performing signal processing by a GPU of CPU functions was tested. Keywords: signal processing and post signal processing, anti-aliasing, sampling, caching, aliasing. 17 Додаток В Перелік скорочень та умовних позначень AGP - Accelerated Graphics Port ALU - Arithmetic Logic Unit API - Application Programming Interface CPU - Central Processing Unit DRAM - Dynamic Random Access Memory FFT - Fast Fourier Transform FIR - Finite Impulse Response FLOPS - Floating point Operations per Second GFLOPS - GigaFLOPS (1 billion FLOPS) GPGPU - General-Purpose Computation on Graphics Processing Units GPU - Graphics Processing Unit HAL - Hardware Abstraction Layer IIR - Infinite Impulse Response PCI - Peripheral Component Interconnect SIMD -Single Instruction Multiple Data SPU - Stream Processing Unit SRAM - Static Random Access Memory AA – Anti-Aliasing MSAA - MultiSample Anti-Aliasing SSAA - SuperSample Anti-Aliasing 18 Додаток Г Приклад оформлення формул в роботі: 1 𝐶 = ∑𝑛1 𝑒 −2 𝑤𝑖 𝑐𝑖 , 2 (4.1) де 𝑤𝑖 визначається як частка вибірок видимості N на піксель, охоплених i-м геометричним примітивом. Якщо M дорівнює N, багатовиборна вибірка еквівалентна SSAA, хоча, коли M<N, цей метод ефективно зменшує кількість вибірок, які потрібно затінювати, за рахунок менш точної реконструкції кольору примітиву в межах даного піксель. Приклад оформлення рисунка в роботі: Рис 4.1. Порівняння SBAA з 4х MSAA 19