Інженерія систем IoT - Робоча програма навчальної дисципліни (Силабус)

Реквізити навчальної дисципліни

Програма навчальної дисципліни

Опис навчальної дисципліни, її мета, предмет вивчання та результати навчання

Силабус освітнього компонента «Інженерія систем IoT» складено відповідно до освітньої програми підготовки бакалаврів «Інтегровані інформаційні системи» спеціальності 126 -Інформаційні системи та технології.

Метою навчальної дисципліни є формування та закріплення у студентів наступних компетентностей: (КС3) Здатність до проектування, розробки, налагодження та вдосконалення системного, комунікаційного та програмно-апаратного забезпечення інформаційних систем та технологій, Інтернету речей (ІоТ), комп’ютерно-інтегрованих систем та системної мережної структури, управління ними; (КС12) Здатність управляти та користуватися сучасними інформаційно-комунікаційними системами та технологіями (у тому числі такими, що базуються на використанні Інтернет).

Предмет навчальної дисципліни - концепція обчислювальної мережі фізичних предметів, які оснащені вбудованими технологіями для взаємодії один з одним або з зовнішнім середовищем.

**Програмні результати навчання, на формування та покращення яких спрямована дисципліна: (**ПРН 21) Розуміти знання технології, принципів організації та функціонування ІоТ, вміти проектувати ІоТ-системи, демонструвати знання мікроконтролерів, платформ налаштування, програмування кінцевих пристроїв, створювати вбудоване та серверне програмне забезпечення.

Пререквізити та постреквізити дисципліни

Для успішного засвоєння дисципліни студент повинен володіти освітніми компонентами «Фізика», «Програмування», «Комп’ютерні мережі» та «Електроніка та мікропроцесорна техніка». Компетенції, знання та уміння, одержані в процесі вивчення освітнього компонента є необхідними для подальшого вивчення освітніх компонентів «Інформаційно-керуючи системи» та «Проектування інформаційних систем».

**
**

Зміст навчальної дисципліни

Розділ 1.

Тема 1.1. Історія інтернету речей.

Тема 1.2. Архітектура та ключові модулі інтернету речей.

Тема 1.3. Датчики, кінцеві крапки та системи живлення.

Тема 1.4. Теорія комунікації та інформації.

Тема 1.5. Бездротова персональна мережа не на основі IP.

Розділ 2.

Тема 2.1. Бездротова персональна та локальна мережа на базі IP.

Тема 2.2. Системи і протоколи далекого зв’язку.

Тема 2.3. Маршрутизатори і шлюзи.

Розділ 3.

Тема 3.1. Протоколи інтернет речей передачі даних від межевого пристрою в хмару.

Тема 3.2. Топологія хмарних і туманних обчислень.

Тема 3.3. Аналіз даних і машинне навчання в хмарних і туманних платформах.

Тема 3.4. Безпека інтернету речей.

Тема 3.5. Консорціуми і спільноти.

Навчальні матеріали та ресурси

Основна література

1. Горбатий І. В., Бондарєв А. П. Телекомунікаційні системи та мережі. Принципи функціонування, технології та протоколи / Навчальний посібник. - Львів: Видавництво Львівської політехніки, 2016. - 336 с.

2. Телекомунікаційні системи та мережі : навчальний посібник для студентів спеціальності 151 «Автоматизація та комп’ютерно-інтегровані технології» / Укладачі : Микитишин А.Г., Митник М.М., Стухляк П.Д. – Тернопіль: Тернопільський нац. техн. ун-т імені Івана Пулюя, 2017 – 384 с.

3. Olivier Hersent, David Boswarthick, Omar Elloumi. The Internet of Things: Key Applications and Protocols. — Willey, 2012. — 370 p. — ISBN 978-1119994350.

4. Perry Lea (2018). Internet of Things for Architects: Architecting IoT solutions by implementing sensors, communication infrastructure, edge computing, analytics, and security. Packt Publishing. p. 526. ISBN 978-1-78847-059-9.

5. Acharjya, D.P.; Geetha, M.K., eds. (2017). Internet of Things: Novel Advances and Envisioned Applications. Springer. p. 311. ISBN 9783319534725.

6. Tripathy B. Іnternet of Things (IoT): TeChnologies, AppliCations, Challenges and Solutions (англ.) / B. Tripathy, J. Anuradha. – Florida: CRC Press, 2017. – 334 с.

Додаткова література

1. Li, S.; Xu, L.D., eds. (2017). Securing the Internet of Things. Syngress. p. 154. ISBN 9780128045053.

2. Stephenson, W. David. (2018). The Future Is Smart: how your company can capitalize on the Internet of Things--and win in a connected economy. HarperCollins Leadership. p. 250. ISBN 9780814439777.

3. Rowland, C.; Goodman, E.; Charlier, M.; et al., eds. (2015). Designing Connected Products: UX for the Consumer Internet of Things. O'Reilly Media. p. 726. ISBN 9781449372569.

4. Thomas, Jayant; Traukina, Alena (2018). Industrial Internet Application Development: Simplify IIoT development using the elasticity of Public Cloud and Native Cloud Services. Packt Publishing. p. 25. ISBN 978-1788298599.

5. Cisco Systems, “The Internet of Things Reference Model,” White Paper, 2014. http://www.iotwf.com/

6. Frahim, J., et al., “Securing the Internet of Things: A Proposed Framework,” CiscoWhite Paper, March 2015.

Навчальний контент

Методика опанування навчальної дисципліни (освітнього компонента)

Лекційні заняття.

**
**

Лабораторні роботи

Самостійна робота студента

Контрольна робота

Метою контрольної роботи є закріплення та перевірка теоретичних знань із освітнього компонента. Модульна контрольна робота (МКР) складається з трьох етапів і проводиться після вивчення матеріалу відповідного розділу та виконання відповідних лабораторних робіт. Вона проводиться шляхом тестування у середовищі LMS Moodle.

Політика та контроль

Політика навчальної дисципліни (освітнього компонента)

Система вимог, які викладач ставить перед студентом:

• правила відвідування занять: відвідування лекційних та лабораторних занять є обов’язковою складовою вивчення матеріалу, заборонено оцінювати присутність або відсутність здобувача на аудиторному занятті, в тому числі нараховувати заохочувальні або штрафні бали. Відповідно до РСО даної дисципліни бали нараховують за відповідні види навчальної активності на лекційних та лабораторних заняттях;

• правила поведінки на заняттях: студент має можливість отримувати бали за відповідні види навчальної активності на лекційних та лабораторних заняттях, що передбачені РСО дисципліни. Використання засобів зв’язку для пошуку інформації на гугл-диску викладача, в інтернеті, в дистанційному курсі на платформі Сікорський здійснюється за умови вказівки викладача. На лекції заборонено відволікати викладача від викладання матеріалу. Усі питання студенти задають в кінці лекції у відведений для цього час. Лабораторні роботи захищаються студентом особисто. Бали за лабораторну роботу враховуються лише за наявності електронного звіту;

• політика дедлайнів та перескладань: якщо студент не проходив, не з’явився на МКР (без поважної причини) або не був допущений до етапу МКР, його результат оцінюється у 0 балів. Перескладання результатів МКР не передбачено. Умовою допуску студента до відповідного етапу МКР є здані та захищені відповідні лабораторні роботи (лабораторні роботи №№ 1-5 для першого етапу МКР, №№ 1-10 для другого етапу МКР, №№ 1-15 для третього етапу МКР). Лабораторні роботи, які здані після відповідного етапу МКР (лабораторні роботи №№ 1-5 для першого етапу МКР, №№ 1-10 для другого етапу МКР, №№ 1-15 для третього етапу МКР) оцінюються в 0 балів. Умовою допуску до семестрового контролю є допуск до третього етапу МКР. Якщо студент, за невиконання умов допуску до семестрового контролю, отримав у відомості семестрового контролю запис «не допущений» або виконав умови допуску до семестрового контролю, але за результатами екзамену отримав оцінку «незадовільно», йому надається право (після виконання всіх умов допуску) на дві спроби для її ліквідування;

• етапи модульної контрольні роботи та семестровий контроль відбуваються шляхом тестування на лабораторних заняттях без застосування допоміжних засобів (мобільні телефони, планшети та ін.) за допомогою LMS Moodle;

• політика щодо академічної доброчесності: Кодекс честі Національного технічного університету України «Київський політехнічний інститут» https://kpi.ua/files/honorcode.pdf встановлює загальні моральні принципи, правила етичної поведінки осіб та передбачає політику академічної доброчесності для осіб, що працюють і навчаються в університеті, якими вони мають керуватись у своїй діяльності, в тому числі при вивченні та складанні контрольних заходів з дисципліни;

• студенти повинні сумлінно та самостійно (крім випадків, які санкціоновано передбачають групову роботу) виконувати навчальні та дослідницькі завдання, поважати наукові та навчальні здобутки інших, посилатися на джерела, з яких береться інформація, незалежно від того, в якому вигляді вона опублікована – в електронному чи паперовому, у разі виникнення труднощів під час виконання навчальних чи дослідницьких завдань звертатися за санкціонованою допомогою до колег, викладачів та наукових керівників, робити оригінальну роботу для кожної дисципліни, використовувати у науковій та навчальній діяльності тільки надійні та достовірні джерела інформації, нагадувати колегам про неприпустимість порушення академічної чесності;

• неприйнятними у навчальній та науково-дослідницькій діяльності для студентів є: плагіат, шахрайство, несанкціонована співпраця, пропонування чи отримання неправомірної винагороди при оцінюванні результатів успішності, використання родинних або службових зв’язків для отримання позитивної або вищої оцінки;

• при використанні цифрових засобів зв’язку з викладачем (мобільний зв’язок, електронна пошта, переписка на форумах та у соцмережах тощо) необхідно дотримуватись загальноприйнятих етичних норм, зокрема бути ввічливим та обмежувати спілкування робочим часом викладача.

Види контролю та рейтингова система оцінювання результатів навчання (РСО)

Поточний контроль: МКР (3 етапи), виконання та захист лабораторних робіт (15 робіт).

Календарний контроль: провадиться двічі на семестр як моніторинг поточного стану виконання вимог силабусу.

Семестровий контроль: екзамен.

Умови допуску до семестрового контролю: виконані та захищені лабораторні роботи.

Таблиця відповідності рейтингових балів оцінкам за університетською шкалою:

Загальна рейтингова оцінка студента після завершення семестру складається з балів, отриманих за:

• виконання та захист лабораторних робіт (15 робіт);

• виконання модульної контрольної роботи (МКР) (3 етапи);

• результат тестування на екзамені.

Лабораторні роботи

Ваговий бал. Лабораторні роботи 1-15 мають ваговий бал 2. Максимальна кількість балів за всі лабораторні роботи складає 2 бали * 15 робіт = 30 балів.

Критерії оцінювання лабораторних робіт:

• бездоганна робота – 2 бали;

• є несуттєві недоліки у підготовці та/або виконанні роботи – 1,5 бали;

• є певні недоліки у підготовці та/або виконанні роботи – 1 бал;

• є суттєві недоліки у підготовці та/або виконанні роботи – 0,5 балів;

• робота не виконана, не захищена або здана невчасно – 0 балів.

Кожна невдала спроба здачі лабораторної роботи - -0,5 балів.

Модульна контрольна робота

Ваговий бал. Етапи №№ 1-3 модульної контрольної роботи мають ваговий бал 6. Максимальна кількість балів за всі етапи складає 6 балів * 3 етапи = 18 балів. Вони виконуються після вивчення розділів №№ 1-3 на одному з занять.

Критерії оцінювання модульної контрольної роботи: На етапі модульної контрольної роботи студент відповідає на 30 запитань в середовищі тестування MLS Moodle. Кожне запитання оцінюється від 0 до 0,2 балів. Середній час відповіді – 30 с на одне питання. Питання тесту передбачають одиночну або множинну відповідь.

Календарний контроль

Умовою позитивної першої атестації є виконання та захист лабораторних робіт №№ 1-5. Умовою позитивної другої атестації є виконання та захист лабораторних робіт №№ 1-10.

Форма семестрового контролю – екзамен

Необхідною умовою допуску до екзамену виконані та захищені лабораторні роботи. Ваговий бал екзамену 52 бали.

Критерії оцінювання екзамену: На екзамені студент відповідає на 104 питання в середовищі тестування MLS Moodle. Кожне запитання оцінюється від 0 до 0,5 балів. Середній час відповіді – 30 с на одне питання. Питання тесту передбачають одиночну або множинну відповідь.

Робочу програму навчальної дисципліни (Силабус):

Складено доцент, к.т.н., Сокульський Олег Євгенович

Ухвалено кафедрою інформаційних систем та технологій (протокол № 21 від 29.06.2023 р.)

Погоджено Методичною комісією факультету (протокол № 11 від 29.06.2023 р.)