 | Кафедра біомедичної інженерії |
[BMF07] Телемедицина та комп’ютерні мережі
Робоча програма навчальної дисципліни (Силабус)
Реквізити навчальної дисципліни
Програма навчальної дисципліни
1. Опис навчальної дисципліни, її мета, предмет вивчання та результати навчання
Основною метою навчальної дисципліни «Телемедицина та комп'ютерні мережі» є формування у студентів здатності використовувати методи і засоби комп’ютерних систем для побудови комп’ютерних мереж і проектування медичних комплексів та систем, застосовувати сучасну компонентну базу схемотехніки для розробки локальних комп’ютерних мереж і розв’язання задач, що пов’язані, у відповідності до спеціалізації факультету, із розробкою та інженерним обслуговуванням комп’ютерних мереж і систем біомедичного призначення.
Навчання з дисципліни «Телемедицина та комп'ютерні мережі» здійснюється на основі студентоцентрованого підходу та стратегії взаємодії викладача та студента з метою засвоєння студентами матеріалу та розвитку у них практичних навичок.
Оскільки дисципліна є вибірковою, то для її вивчення необхідні:
- навички: знання методів об’єктно-орієнтованого програмування; робота з програмним забезпеченням; робота з емулятором обладнання для комп’ютерних мереж Cisco Packet Tracer.
- компетентності: застосовувати методи і засоби комп’ютерних систем для побудови комп’ютерних мереж і проектування медичних комплексів та систем, розв’язання задач, що пов’язані, у відповідності до спеціалізації факультету, із розробкою та інженерним обслуговуванням комп’ютерних мереж і систем біомедичного призначення.
Загальні компетентності (ОП введено в дію Наказом ректора НОН/89/2021 від 19.04.2021 р.):
ЗК 1 - Здатність застосовувати знання у практичних ситуаціях.
ЗК 2 - Знання та розуміння предметної області та розуміння професійної діяльності.
ЗК 6 - Здатність до пошуку, оброблення та аналізу інформації з різних джерел.
ЗК 7 - Здатність генерувати нові ідеї (креативність).
ЗК 8 - Здатність приймати обґрунтовані рішення.
Спеціальні (фахові) компетентності (ОП введено в дію Наказом ректора НОН/89/2021 від 19.04.2021 р.):
ФК 1 - Здатність застосовувати пакети інженерного програмного забезпечення для проведення досліджень, аналізу, обробки та представлення результатів, а також для автоматизованого проектування медичних приладів та систем.
ФК 3 - Здатність вивчати та застосовувати нові методи та інструменти аналізу, моделювання, проектування та оптимізації медичних приладів і систем.
ФК 6 - Здатність ефективно використовувати інструменти та методи для аналізу, проектування, розрахунку та випробувань при розробці біомедичних продуктів і послуг.
Програмними результатами навчання після вивчення дисципліни «Телемедицина та комп'ютерні мережі» є (ОП введено в дію Наказом ректора НОН/89/2021 від 19.04.2021 р.):
ПРН 6 - Знання методів дослідження об’єктів, аналізу і обробки експериментальних даних.
ПРН 16 - Застосування сучасних технологій програмування та інструментарію, які підтримують їх використання.
ПРН 35 - Спроможність надавати рекомендації щодо вибору обладнання для забезпечення проведення діагностики та лікування.
2. Пререквізити та постреквізити дисципліни (місце в структурно-логічній схемі навчання за відповідною освітньою програмою)
Навчальна дисципліна «Телемедицина та комп'ютерні мережі» належить до циклу професійної підготовки та має міждисциплінарний характер. Вона інтегрує відповідно до свого предмету знання з інших навчальних дисциплін: Основи інформатики та Об'єктно-орієнтоване програмування. За структурно-логічною схемою програми підготовки фахівця дисципліна «Телемедицина та комп'ютерні мережі» тісно пов’язана з іншими дисциплінами професійної підготовки: Лабораторна аналітична техніка, Сучасні оптоелектронні діагностичні пристрої.
3. Зміст навчальної дисципліни
Основні розділи та теми, що розглядатимуться в процесі вивчення курсу:
Розділ 1. Загальні принципи побудови обчислювальних мереж.
Тема 1.1. Будова телемедичних систем. Засоби та стандарти передачі інформації в телемедицині.
Тема 1.2. Сучасні мережні технології та тенденції розвитку. Основні поняття та визначення.
Тема 1.3. Основні принципи побудови мереж.
Тема 1.4. Моделі, типи, топології мереж.
Розділ 2. Локальні, регіональні, глобальні мережі
Тема 2.1. Компоненти мереж: кабелі, мережеві адаптери, комутатори та концентратори
Тема 2.2. Системи числення та їх застосування в мережах.
Тема 2.3. Мережева адресація. Основи IPv4 та IPv6
Тема 2.4. Локальні мережі. Передача даних в локальних мережах
Тема 2.5. Глобальні мережі і регіональні мережі. Будова, адресація, маршрутизація.
Тема 2.6. Проектування домашньої мережі. Структура та основні підходи
Тема 2.7. Надання мережевих сервісів. Мережеві протоколи. Взаємодія клієнт-сервер.
Розділ 3. Налаштування та підтримка функціонування мереж
Тема 3.1. Мережеві операційні системи. Основні засоби та команди.
Тема 3.2. Налаштування мережевих пристроїв.
Тема 3.3. Безпека мережі. Бранмауери та фаєрволи.
Тема 3.4. Підходи до тестування, пошуку та усунення несправностей.
4. Навчальні матеріали та ресурси
Базова література:
- Коробейнікова Т.І. Комп’ютерні мережі. / Коробейнікова Т.І., Захарченко С.М. – Львів: Львівська політехніка, 2022. – 228с.
- Кулаков Ю. О. Комп’ютерні мережі : підручник. / Ю. О. Кулаков, Г. М. Луцький. / за ред. Ю. С. Ковтанюка. – К. : Видавництво „Юніор”, 2005. – 400 с.
- Буров Є. Комп’ютерні мережі. [2-е вид., оновл. і допов.] / Буров Є. Львів : БаК, 2003. 584 с.
Додаткова література:
- Олексюк В., Балик Н., Балик А. Організація комп’ютерної локальної мережі.– Тернопіль: Підручники і посібники, 2006. – 80 с. http://programming.in.ua/other-files/internet/38-organizacija- lokal-lan.html
Інформаційні ресурси мережі Інтернет
- Курс Академії Cisco «CCNA: Вступ до мереж» https://www.netacad.com/courses/networking/ccna-introduction-networks
- Курс Академії Cisco «Основи мереж» https://www.netacad.com/courses/networking/networking-essentials
Навчальний контент
5. Методика опанування навчальної дисципліни (освітнього компонента)
Розподіл навчального часу за темами курсу та календарний план їх проведення
|
№ з/п |
Тема |
Основні завдання |
|
|
Контрольний захід |
Термін виконання |
||
|
1. |
Сучасні мережні технології та тенденції розвитку. Основні поняття та визначення.. |
- |
1-й тиждень |
|
2. |
Будова телемедичних систем. Засоби та стандарти передачі інформації в телемедицині Основні принципи побудови мереж. |
Практична робота 1. |
2-й тиждень |
|
3. |
Моделі, типи, топології мереж. |
- |
3-й тиждень |
|
4. |
Компоненти мереж: кабелі, мережеві адаптери, комутатори та концентратори |
Практична робота 2. |
4-й тиждень |
|
5. |
Системи числення та їх застосування в мережах. Мережева адресація. Основи IPv4 та IPv6 |
Практична робота 3. |
5-6-й тиждень |
|
6. |
Локальні мережі. Передача даних в локальних мережах |
Практична робота 4. |
7-й тиждень |
|
7. |
Глобальні мережі і регіональні мережі. Будова, адресація, маршрутизація. |
Практична робота 5. |
8-й тиждень |
|
8. |
Проектування домашньої мережі. Структура та основні підходи |
Практична робота 6. |
9-й тиждень |
|
9. |
Надання мережевих сервісів. Мережеві протоколи. Взаємодія клієнт-сервер. |
Практична робота 7. |
10-й тиждень |
|
10. |
Мережеві операційні системи. Основні засоби та команди. |
Практична робота 8. |
11-й тиждень |
|
11. |
Налаштування мережевих пристроїв. Безпека мережі. Бранмауери та фаєрволи |
Практична робота 9.
|
12-й тиждень |
|
12. |
Підходи до тестування, пошуку та усунення несправностей. |
Практична робота 10. |
13-й тиждень |
|
13. |
Модульна контрольна робота |
|
13-14-й тиждень |
|
14. |
Залік |
|
14-й тиждень |
Практичні заняття
Мета практичних занять – опанування вмінь та навичок для проектування, побудови та налаштування телемедичних мереж.
Практична робота 1. Навички роботи з Cisco Packet Tracer. Створення локальної мережі.
Практична робота 2. Перевірка перетворення NAT на маршрутизаторі безпровідного зв’язку.
Практична робота 3. Підключення до веб-сервера. Налаштування DHCP на маршрутизаторі безпровідного зв’язку.
Практична робота 4. Підключення комутатора через консольний порт
Практична робота 5. Налаштування базових функцій безпеки безпровідної мережі
Практична робота 6. Технологія клієнт-сервер. Взаємодія з клієнтом, вивчення веб-запитів
Практична робота 7. Навігація по IOS, Використання команд show Cisco IOS, та команд ipconfig та ping
Практична робота 8. Налаштування вихідних параметрів маршрутизатора. Налаштування протокола ssh
Практична робота 9. Пошук та усунення несправностей безпровідного підключення
Практична робота 10. Налаштування та перевірка налаштувань спрощеної мережі.
Для виконання лабораторних робіт використовуються програмний засіб емуляції мережевого середовища Cisco Packet Tracer
6. Самостійна робота студента
Одним з основних видів семестрового контролю під час опанування навчальної дисципліни «Телемедицина та комп'ютерні мережі» є виконання реферату. Реферат виконується згідно з вимогами, у термін, зазначений викладачем.
Основна ціль реферату – вирішення практичної задачі з використанням засвоєного на лекціях та самостійно теоретичного матеріалу, та практичних навичок, отриманих на практичних роботах. Студент може писати реферат тільки на погоджену з викладачем тему.
Приблизна тематика реферату:
- Аналіз роботи і оптимізація комп’ютерних мереж.
- Архітектура мережної системи, модель ISO / OSI.
- Віртуальні локальні комп'ютерні мережі: призначення, засоби формування, організація функціонування, оцінка.
- Класифікація комп’ютерних мереж. Протоколи, послуги, локальні та глобальні мережі.
- Комплексний підхід до побудови системи антивірусного захисту.
- Архітектура TCP/IP.
- Міжмережевий рівень архітектури TCP/IP і протокол IP.
Реферат включає: титульний аркуш, вступ, зміст, основну частину, висновки, список використаних джерел.
Титульний аркуш реферату повинен містити наступну інформацію: назва університету; назва факультету; назва кафедри; назва навчальної дисципліни; назва контрольного заходу; рівень вищої освіти; шифр і назва спеціальності; назва освітньо- професійної програми; варіант завдання, прізвище та ім’я студента, курс, номер академічної групи; ПІБ керівника; результат захисту; рік.
У вступі мають бути обґрунтовані актуальність та практичне значення теми реферату, визначені мета та завдання роботи.
Основна частина - розкривається тема реферату шляхом висвітлення основних питань, викладення повинно бути чітким, конкретним, супроводжуватися необхідними поясненнями з посиланням на джерела інформації.
Посилання слід зазначати порядковим номером за списком використаних джерел у квадратних дужках, наприклад, «…у збірнику завдань [3, с.34] ...».
У висновку зазначається отриманий досвід при виконанні завдання реферату.
Список використаних джерел (не менше 10 джерел) оформляється згідно з діючими правилами.
Якщо інформація взята з мережі Інтернет, потрібно, як і для звичайної літератури, вказати автора, назву статті, а потім навести адресу сайту в Інтернет.
Загальний обсяг реферату може варіюватися від 15 до 25 сторінок основного тексту, що залежить від вмінням студента стисло і водночас вичерпно розкрити тему.
Реферат оцінюється за критеріями: повноти й глибини розкриття теми; володіння теоретичним матеріалом; наявності ілюстрацій (діаграми, таблиці, рисунки, схеми тощо); чіткості посилань на джерела інформації; якості оформлення реферату; обґрунтування власної думки студента у вигляді висновку.
Граничний термін подання реферату на перевірку: за 10 днів до початку залікової сесії.
Реферат не перевіряється на плагіат, але повинен відповідати вимогам академічної доброчесності. У разі виявлення академічної недоброчесності, робота анулюється і не перевіряється.
Політика та контроль
7. Політика навчальної дисципліни (освітнього компонента)
Відвідування занять
Відвідування лекційних занять не є обов’язковим. Відвідування практичних занять і лабораторних є бажаним, оскільки на них відбувається написання експрес-контрольних робіт / тестових завдань, а також відбувається захист практичних робіт, лабораторних робіт.
Система оцінювання орієнтована на отримання балів за активність студента, а також виконання завдань, які здатні розвинути практичні уміння та навички.
Пропущені контрольні заходи
Пропущені контрольні заходи (захист практичних робіт, лабораторних робіт) обов’язково відпрацьовуються на наступних заняттях за умови виконання завдання, яке заплановано на поточному занятті, або на консультаціях.
Пропущення написання модульної контрольної роботи та експрес-контрольних не відпрацьовуються.
Реферат, який подається на перевірку з порушенням терміну виконання оцінюється зі зменшенням кількості вагових балів.
Порушення термінів виконання завдань та заохочувальні бали
|
Заохочувальні бали |
Штрафні бали* |
||
|
Критерій |
Ваговий бал |
Критерій |
Ваговий бал |
|
Вдосконалення практичних або лабораторних робіт |
1 бал (за кожну практичну роботу) |
Несвоєчасне виконання та захист практичної роботи |
Від -0,5 бали до -1,5 балів (залежить від терміну здачі) |
|
Проходження дистанційних курсів за темами, які узгоджені з викладачами |
5 балів |
Несвоєчасне виконання та захист лабораторної роботи |
Від -0,5 бали до -2,5 балів (залежить від терміну здачі) |
|
Оформлення наукової роботи для участі у конкурсі студентських наукових робіт |
10 балів |
Несвоєчасне виконання та здача реферату |
Від -2 балів до -16 балів (залежить від терміну здачі) |
|
Написання тез, статті, участь у міжнародних, всеукраїнських та/або інших заходах або конкурсах за тематикою навчальної дисципліни |
5 балів |
|
|
* якщо контрольний захід був пропущений з поважної причини (хвороба, яка підтверджена довідкою встановленого зразку) – штрафні бали не нараховуються.
Академічна доброчесність
Політика та принципи академічної доброчесності визначені у розділі 3 Кодексу честі Національного технічного університету України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського». Детальніше: https://kpi.ua/code.
Норми етичної поведінки
Норми етичної поведінки студентів і працівників визначені у розділі 2 Кодексу честі Національного технічного університету України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського». Детальніше: https://kpi.ua/code.
Процедура оскарження результатів контрольних заходів
Студенти мають можливість підняти будь-яке питання, яке стосується процедури контрольних заходів та очікувати, що воно буде розглянуто згідно із наперед визначеними процедурами.
Студент має право оскаржити результати контрольного заходу згідно затвердженого положення Про апеляції в КПІ імені Ігоря Сікорського (затверджено наказом №НОН/128/2021 від 20.05.2021 р.) - https://osvita.kpi.ua/index.php/node/182
Інклюзивне навчання
Навчальна дисципліна «Телемедицина та комп'ютерні мережі» може викладатися для більшості студентів з особливими освітніми потребами, окрім студентів з серйозними вадами зору, які не дозволяють виконувати завдання за допомогою персональних комп’ютерів, ноутбуків та/або інших технічних засобів.
Дистанційне навчання
Дистанційне навчання відбувається через Платформу дистанційного навчання «Сікорський».
Дистанційне навчання через проходження додаткових он-лайн курсів за певною тематикою допускається за умови погодження зі студентами. У разі, якщо невелика кількість студентів має бажання пройти он-лайн курс за певною тематикою, вивчення матеріалу за допомогою таких курсів допускається, але студенти повинні виконати всі завдання, які передбачені у навчальній дисципліні.
Список курсів пропонується викладачем після виявлення бажання студентами (оскільки банк доступних курсів поновлюється майже щомісяця).
Студент надає документ, що підтверджує проходження дистанційного курсу (у разі проходження повного курсу) або надає виконані практичні завдання з дистанційного курсу та за умови проходження усної співбесіди з викладачем за пройденими темами може отримати оцінки за контрольні заходи, які передбачені за вивченими темами (експрес-контрольні / тестові завдання, практичні роботи, лабораторні роботи).
Виконання практичних робіт, лабораторних робіт, а також виконання реферату, здійснюється під час самостійної роботи студентів у дистанційному режимі (з можливістю консультування з викладачем через електронну пошту, соціальні мережі).
Навчання іноземною мовою
Навчання англійською мовою здійснюється лише для студентів-іноземців.
За бажанням студентів, допускається вивчення матеріалу за допомогою англомовних онлайн-курсів за тематикою, яка відповідає тематиці конкретних занять.
8. Види контролю та рейтингова система оцінювання результатів навчання (РСО)
Система оцінювання (поточний контроль):
|
№ з/п |
Контрольний захід |
% |
Ваговий бал |
Кіл-ть |
Всього |
|
1. |
Виконання та захист практичних робіт |
45 |
5 |
10 |
45 |
|
3. |
Експрес-контрольні роботи / тестові завдання |
12 |
3 |
4 |
12 |
|
2. |
Модульна контрольна робота |
23 |
23 |
1 |
23 |
|
3. |
Реферат |
20 |
20 |
1 |
20 |
|
4. |
Залікова робота1 |
80 |
80 |
1 |
80 |
|
Всього |
100 |
||||
1 Враховується в суму рейтингу разом з оцінкою за реферат у разі, якщо студент не набрав 60 балів за семестр або він хоче покращити свою оцінку.
Здобувач отримує позитивну залікову оцінку за результатами роботи в семестрі, якщо має підсумковий рейтинг за семестр не менше 60 балів та виконав умови допуску до семестрового контролю, які визначені РСО.
Зі здобувачами, які виконали всі умови допуску до заліку та мають рейтингову оцінку менше 60 балів, а також з тими здобувачами, хто бажає підвищити свою рейтингову оцінку, на останньому за розкладом занятті з дисципліни в семестрі викладач проводить семестровий контроль у вигляді залікової контрольної роботи або співбесіди.
Після виконання залікової контрольної роботи, якщо оцінка за залікову контрольну роботу більша ніж за рейтингом, здобувач отримує оцінку за результатами залікової контрольної роботи.
Якщо оцінка за залікову контрольну роботу менша ніж за рейтингом, застосовується «жорстка» РСО – попередній рейтинг здобувача (за винятком балів за семестрове індивідуальне завдання) скасовується і він отримує оцінку з урахуванням результатів залікової контрольної роботи. Цей варіант формує відповідальне ставлення здобувача до прийняття рішення про виконання залікової контрольної роботи, змушує його критично оцінити рівень своєї підготовки та ретельно готуватися до заліку.
Календарний контроль (КК) - провадиться двічі на семестр як моніторинг поточного стану виконання вимог силабусу.
Метою проведення календарного контролю є підвищення якості навчання студентів та моніторинг виконання графіка освітнього процесу студентами.
|
Критерій |
Перший КК |
Другий КК |
||
|
Термін календарних контролів |
8-ий тиждень |
14-ий тиждень |
||
|
Умови отримання позитивного результату з календарного контролю |
Поточний рейтинг |
≥ 15 балів |
≥ 40 балів |
|
|
Виконання практичних робіт |
ПР №1-4 |
+ |
+ |
|
|
ПР №5-10 |
- |
+ |
||
|
Експрес-контрольні роботи / тестові завдання |
№1-2 |
+ |
+ |
|
|
№3-4 |
- |
+ |
||
|
Модульна контрольна робота |
Оцінена МКР |
- |
+ |
|
|
Реферат |
Оцінений |
- |
- |
|
|
реферат |
||||
У разі виявлення академічної не доброчесності під час навчання – контрольний захід не зараховується.
У разі виявлення академічної не доброчесності під час навчання – контрольний захід не зараховується.
Семестрова атестація студентів
|
Обов’язкова умова допуску до заліку |
Критерій |
|
|
1 |
Поточний рейтинг |
RD ≥ 42 |
|
2 |
Отримання позитивної оцінки за реферат |
Більше 11 балів |
|
3 |
Захищено всі практичні роботи |
Більше 3 балів |
|
4 |
Захищено всі лабораторні роботи |
Більше 9 балів |
|
5 |
Написання експрес-контрольних робіт / тестових завдань |
Більше 4 балів |
Результати оголошуються кожному студенту окремо у присутності або в дистанційній формі (е-поштою). Також фіксуються в системі «Електронний кампус»
Необов’язкові умови допуску до заліку:
- Активність на практичних заняттях.
- Активність на лабораторних заняттях.
- Позитивний результат першої атестації та другої атестації.
- Відвідування лекційних занять.
Таблиця відповідності рейтингових балів оцінкам за університетською шкалою
| Кількість балів | Оцінка |
|---|---|
| 100-95 | Відмінно |
| 94-85 | Дуже добре |
| 84-75 | Добре |
| 74-65 | Задовільно |
| 64-60 | Достатньо |
| Менше 60 | Незадовільно |
| Не виконані умови допуску | Не допущено |
9. Додаткова інформація з дисципліни (освітнього компонента)
Дистанційне навчання через проходження додаткових он-лайн курсів за певною тематикою допускається за умови погодження зі студентами. У разі, якщо невелика кількість студентів має бажання пройти он-лайн курс за певною тематикою, вивчення матеріалу за допомогою таких курсів допускається, але студенти повинні виконати всі завдання, які передбачені у навчальній дисципліні.
Список курсів пропонується викладачем після виявлення бажання студентами (оскільки банк доступних курсів поновлюється майже щомісяця).
Студент надає документ, що підтверджує проходження дистанційного курсу (у разі проходження повного курсу) або надає виконані практичні завдання та лабораторні завдання з дистанційного курсу та за умови проходження усної співбесіди з викладачем за пройденими темами може отримати оцінки за контрольні заходи, які передбачені за вивченими темами (експрес-контрольні / тестові завдання, практичні роботи, лабораторні роботи).
Опис матеріально-технічного та інформаційного забезпечення дисципліни
Навчальна та робоча програми дисципліни, РСО, навчальний посібник (електронне видання), силабус, онлайн-курс у Moodle, практичні заняття, лабораторний практикум URL: https://do.ipo.kpi.ua
Робочу програму навчальної дисципліни (силабус):
Складено
Ухвалено кафедрою БМІ (протокол № 1 від 31.08.2023р. )
Погоджено методичною комісією факультету/ННІ (протокол № 1 від 01.09.2023р. )