С++ тілінде микроконтроллерлерді бағдарламалау

Григорьева Светлана Владимировна

Оқытушының портфолиосы

Сипаттама: Пән C++ тілінде құрылымдық және модульдік бағдарламалау негіздерін зерттеуге арналған. ATmega тобының микроконтроллерлерінің бағдарламалық құрылымдары. бағдарламалық өнімдерге арналған заманауи интеграцияланған әзірлеу орталары., сондай-ақ Arduino-үйлесімді тақталарға бағдарламаларды жасау және жүктеп салу үшін Arduino IDE ортасы.

Кредиттер саны: 5

Пререквизиты:

  • Математика 1

Пәннің еңбек сыйымдылығы:

Жұмыс түрлері сағат
Дәрістер 15
Практикалық жұмыстар
Зертханалық жұмыстар 30
СӨЖО 30
СӨЖ 75
Қорытынды бақылау нысаны емтихан
Қорытынды бақылауды жүргізу нысаны жазбаша емтихан

Компонент: ЖОО компоненті

Цикл: Базалық пәндер

Мақсат
  • микропроцессорлық контроллерлер негізінде автоматтандырылған басқару жүйелерінің электрондық құрылғыларын С++ тілінде бағдарламалау саласында теориялық білім мен практикалық дағдыларды қалыптастыру.
Міндет
  • программалау тілдерін, бағдарламалық қамтамасыз етуді жобалау технологияларын оқу;
  • C++ тілінде құрылымдық және модульдік бағдарламалау негіздерін меңгеру;
  • заманауи интеграцияланған бағдарламалық қамтамасыз етуді әзірлеу орталарын меңгеру;
  • ATmega тобының микроконтроллерлері үшін бағдарламалық қамтамасыз етуді әзірлеу дағдыларын алу;
  • микроконтроллер тақталары негізінде жасалған автоматика жүйелерінің электрондық құрылғыларын бағдарламалық басқару дағдыларын дамыту.
Оқыту нәтижесі: білу және түсіну
  • микропроцессорлық контроллерлер негізінде автоматтандыру жүйелерінің электрондық құрылғылары мен аспаптары үшін бағдарламалық қамтамасыз етуді жасау кезінде аспаптық және жөндеуді әзірлеу және модельдеу құралдарын бөлектеу;
Оқыту нәтижесі: білім мен ұғымды қолдану
  • басқару жүйелерінің микропроцессорлық контроллерлері үшін бағдарламалық қамтамасыз етуді әзірлеу кезінде С++ тілінде құрылымдық және модульдік бағдарламалау технологияларын қолдану
Оқыту нәтижесі: талқылай білуді қалыптастыру
  • әртүрлі өндірістік объектілерді басқарудың автоматтандырылған жүйелерін бағдарламалық қамтамасыз ету жүйесін әзірлеу және енгізу процесін ұйымдастыру;
Оқыту нәтижесі: коммуникативтік қабілеттіліктер
  • мамандар үшін де, маман еместер үшін де автоматтандыру жүйелеріндегі микропроцессорлық кешендерді әзірлеу және пайдалану бойынша жұмыстарды ұйымдастыру саласындағы ұсынылатын жобалық шешімнің мәселелері мен презентацияларын тұжырымдау;
Оқыту нәтижесі: Оқу дағдылары немесе сабаққа қабілеттілігі
  • автоматтандырылған басқару жүйелеріне арналған бағдарламалық қамтамасыз етуді әзірлеу және пайдалану үшін C++ бағдарламалау тілін меңгеру.
Оқыту әдістері

Интерактивті дәріс: басқарылатын пікірталас немесе әңгіме,модерация, слайдтарды немесе оқу фильмдерін көрсету, миға шабуыл, мотивациялық сөйлеу;

Ақпараттық-коммуникациялық;

Іздеу-зерттеу;

Білім алушының білімін бағалау

Оқытушы ағымдағы бақылау жұмыстарының барлық түрлерін жүргізеді және академиялық кезеңде екі рет білім алушылардың ағымдағы үлгеріміне тиісті баға береді. Ағымдағы бақылау нәтижелері бойынша 1 және 2 рейтинг қалыптастырылады. Білім алушының оқу жетістіктері 100 балдық шкала бойынша бағаланады, Р1 және Р2 қорытынды бағасы ағымдағы үлгерім бағасынан орташа арифметикалық ретінде шығарылады. Академиялық кезеңде білім алушының жұмысын бағалауды пән бойынша тапсырмаларды тапсыру кестесіне сәйкес оқытушы жүзеге асырады. Бақылау жүйесі жазбаша және ауызша, топтық және жеке формаларды біріктіре алады.

Кезең Тапсырма түрі Өлшем
1  рейтинг Практикалық тапсырма «С++ тілінде бағдарламалауға кіріспе» 0-100
Практикалық тапсырма «Құрылымдық бағдарламалау»
Практикалық тапсырма «Таңдау операторлары»
Практикалық тапсырма «Циклдер»
Практикалық тапсырма «Файлды енгізу/шығару»
Практикалық тапсырма «Бір өлшемді массивтер»
Практикалық тапсырма «Екі өлшемді массивтер»
Практикалық тапсырма «Функциялар негіздері»
Практикалық тапсырма «Arduino және аналогтық сенсорлар»
2  рейтинг Шекаралық бақылау 1 0-100
Практикалық тапсырма «Arduino және цифрлық сенсорлар»
Практикалық тапсырма «Деректерді енгізу/шығару»
Практикалық тапсырма «Arduino-ны жетек контроллері ретінде пайдалану»
Практикалық тапсырма «Ақылды үй жүйесі»
Шекаралық бақылау 2
Қорытынды бақылау емтихан 0-100
Жұмыс түрлері бойынша оқыту нәтижелерін бағалау саясаты
Тапсырма түрі 90-100 70-89 50-69 0-49
Өте жақсы Жақсы Қанағаттанарлық Қанағаттанарлықсыз
Бақылау сұрақтары бойынша сұхбат Жүйелі теориялық білімін көрсетеді, терминологияны меңгереді, құбылыстар мен процестердің мәнін логикалық және дәйекті түрде түсіндіреді, дәлелді қорытындылар мен жалпылаулар жасайды, мысалдар келтіреді, монологтық сөйлеуде еркін және нақтылау сұрақтарына жылдам жауап беру қабілетін көрсетеді. Күшті теориялық білімін көрсетеді, терминологияны меңгереді, құбылыстар мен процестердің мәнін логикалық және дәйекті түсіндіреді, дәлелді қорытындылар мен жалпылаулар жасайды, мысалдар келтіреді, монологтық сөйлеуде еркін сөйлейді, бірақ сонымен бірге өз бетінше немесе болмашы қателермен түзететін болмашы қателіктер жібереді. мұғалімнің түзетуі Теориялық білімі таяз екенін көрсетеді, құбылыстар мен процестерді талдауда нашар қалыптасқан дағдыларды көрсетеді; дәлелді қорытындылар жасау және мысалдар келтіру қабілетінің жеткіліксіздігі, монологтық сөйлеудің, терминологияның, логикалық және баяндау жүйелілігінің жеткіліксіздігін көрсетеді, мұғалімнің түзетуі арқылы ғана түзетілетін қателер жібереді. Пәннің теориялық негіздерін білмегендігін, құбылыстар мен процестерді талдау дағдыларының қалыптаспағанын көрсетеді, дәлелді қорытындылар жасауды және мысалдар келтіруді білмейді, монологтық сөйлеуді нашар меңгергенін көрсетеді, терминологияны білмейді, логикалық және жүйеліліктің жоқтығын көрсетеді. презентация, мұғалімнің түзетуімен түзете алмайтын қателіктер жібереді, сабақта жауап беруден бас тартады
Практикалық сабақтарда жұмыс Қажетті әрекеттер тізбегін сақтай отырып, жұмысты толық көлемде орындады; есеп талаптарға сәйкес жасалған; қателерді талдауды дұрыс орындайды.Сұрақтарға жауап беру кезінде сұрақтың мәнін дұрыс түсінеді, негізгі ұғымдарға нақты анықтама беріп, түсіндіреді; жауапты жаңа мысалдармен сүйемелдейді, білімді жаңа жағдайда қолдануды біледі; оқытылатын және бұрын оқытылатын материал арасында, сондай-ақ басқа пәндерді оқуда алған материалмен байланыс орната алады. Жұмысты «5» деген бағаға талапқа сай орындады, бірақ 2-3 кемшілік болды. Студенттің сұрақтарға жауабы 5 жауап беруге қойылатын негізгі талаптарды қанағаттандырады, бірақ білімді жаңа жағдайда қолданбай, бұрын оқыған материалмен және басқа пәндерді оқуда меңгерген материалмен байланысын қолданбай беріледі; Бір қате немесе екіден көп кемшілік жіберілсе, оқушы оны өз бетінше немесе мұғалімнің азғантай көмегі арқылы түзете алады. Жұмысты толық емес, бірақ дұрыс нәтижелер мен қорытындыларды алуға мүмкіндік беретін көлемнің 50% кем емес орындады; Жұмыс барысында қателіктер жіберілді. Сұрақтарға жауап беру кезінде студент сұрақтың мәнін дұрыс түсінеді, бірақ жауапта курс сұрақтарын меңгеруде бағдарламалық материалды одан әрі меңгеруге кедергі келтірмейтін кейбір мәселелер туындайды; бір өрескел қатеден және екі олқылықтан артық емес. Жұмыс толық аяқталмады немесе жұмыстың аяқталған бөлігінің көлемі дұрыс қорытынды жасауға мүмкіндік бермейді. Сұрақтарға жауап беру кезінде бағдарлама талаптарына сәйкес негізгі білім мен дағдыларды меңгермегендігін көрсетеді; 3 балл алу үшін қажетті мөлшерден көп қателер мен кемшіліктер жіберді немесе қойылған сұрақтардың ешқайсысына жауап бере алмайды.
Шекаралық бақылау Шекаралық тест: 18-20 ұпай – білімін жоғары деңгейде көрсетті Шекаралық тест: 14-17 ұпай – базалық деңгейде білімін көрсетті Шекаралық тест: 10 ұпай – қанағаттанарлық деңгейде білімін көрсетті Шекаралық тест: 0-9 балл – білім игерілмеген болып саналады
Бағалау нысаны

Пән бойынша білім алушының білімін қорытынды бағалау 100 баллдық жүйе бойынша жүзеге асырылады және:

  • Емтиханда алынған нәтиженің 40%;
  • Ағымдағы үлгерімнің 60% - ы.

Қорытынды бағаны есептеу формуласы:

И= 0,6 Р12 +0,4Э
2

 

мұндағы, Р1, Р2-тиісінше бірінші, екінші рейтингті бағалаудың сандық эквиваленттері;

Э - емтихандағы бағаның сандық баламасы.

Қортынды әріптік бағасы және оның балдық сандық эквиваленті:

Төрт балдық жүйе бойынша цифрлық баламаға сәйкес келетін білім алушылардың оқу жетістіктерін бағалаудың әріптік жүйесі:

Әріптік жүйе бойынша бағалар Балдардың сандық эквиваленті Балдар (%-тік құрамы) Дәстүрлі жүйе бойынша бағалар
A 4.0 95-100 Өте жақсы
A- 3.67 90-94
B+ 3.33 85-89 Жақсы
B 3.0 80-84
B- 2.67 75-79
C+ 2.33 70-74
C 2.0 65-69 Қанағаттанарлық
C- 1.67 60-64
D+ 1.33 55-59
D 1.0 50-54
FX 0.5 25-49 Қанағаттанарлықсыз
F 0 0-24
Дәріс сабақтарының тақырыптары
  • C++ тілінде бағдарламалауға кіріспе
  • Шартты құрылымдар
  • Қайталанатын құрылымдар
  • Ағындар және файлдар
  • Массивтер
  • Сұрыптау алгоритмдері
  • Функциялар
  • Мекенжайлар мен белгілер
  • Микроконтроллер негізіндегі өлшеу және басқару жүйелерін жобалау
  • Arduino тақтасына негізделген ATmega микроконтроллерлері
  • Arduino тақтасы негізінде ATmega микроконтроллерін бағдарламалау
  • Programming the ATmega microcontroller based on the Arduino board
  • Arduino тақтасының негізгі функциялары (жалғасы)
  • Микроконтроллерлерге арналған қосымшаларды бағдарламалау және жөндеу
  • Қазіргі заманғы микроконтроллерлер
Негізгі әдебиет
  • Конова Е.А., Г.А. Поллак. Алгоритмы и программы. Язык С++: оқу құралы. – 4-е бас., стер. – Санкт-Петербург: Лань, 2019. – 384 б .
  • Шилдт Г. C++. Негізгі курс. – 3-е бас. – Москва: Вильямс, 2019. – 624 б.
  • Орленко П.А., Евдокимов П.В. C++ мысалдарымен. Практика, практика тек қана практика. – СПб.: Ғылым мен Техника, 2019 жыл. – 288 б.
  • Белов A.B. ARDUINO программалау. Практикалық құрылғыларды жасаймыз.- СПб.: Ғылым мен Техника, 2018. - 272 б.
  • Simon Monk. Programming Arduino. Getting Started with Scetches. 2-е изд. – СПб.: Питер, 2017. – 208с.
Қосымша әдебиеттер
  • Страуструп Б. C++ программалау түрі . Арнайы шығарылым . – Москва: Бином, 2017. – 1136 б.
  • Павловская Т. А. C/C++. Жоғары деңгейлі тілде бағдарламалау: магистрлер мен бакалаврлар үшін. - Санкт-Петербург, 2017. - 460 б.
  • Жаңадан бастаушыларға арналған C және C++ тілдерінде бағдарламалау негіздері. Режим доступа: http://cppstudio.com/
  • C және C++ тілінде бағдарламалау. Қол жеткізу режимі: http://www.c-cpp.ru/