Кафедра біомедичної інженерії

[BMm 06] Медичні мікропроцесорні системи-2. Проектування інформаційно-вимірювальних систем

Робоча програма навчальної дисципліни (Силабус)

Реквізити навчальної дисципліни

Рівень вищої освіти	Другий (магістерський)
Галузь знань	-
Спеціальність
Освітня програма	163Мп МІ - Медична інженерія (ЄДЕБО id: 28922)163Мп МІ+ - Медична інженерія (ЄДЕБО id: 58775)
Статус дисципліни	Нормативна
Форма здобуття вищої освіти	Очна
Рік підготовки, семестр	1 курс, весняний семестр
Обсяг дисципліни	4 кред. (Лекц. 18 год, Практ. 18 год, Лаб. 18 год, СРС. 66 год )
Семестровий контроль/контрольні заходи	Залік
Розклад занять	https://rozklad.kpi.ua
Мова викладання	Українська / Англійська
Інформація про керівника курсу / викладачів	Лекц.: Рудніцька О. В., Практ.: Рудніцька О. В., Лаб.: Рудніцька О. В.,
Розміщення курсу

Програма навчальної дисципліни

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

Дисципліна “Медичні мікропроцесорні системи-2. Проектування інформаційно-вимірювальних систем” складена відповідно до освітньопрофесійної програми підготовки магістрів "Медична інженерія" за спеціальністю 163 «Біомедична інженерія».

Дисципліна охоплює методи та засоби медичних мікропроцесорних систем та інформаційно-вимірювальних систем, розвиває базові навички за допомогою практичних та лабораторних занять, які стимулюють студентів у застосуванні творчого вирішення проблем і швидкого прототипування в міждисциплінарній сфері електроніки, мереж, безпеки, аналізу даних і бізнесу.

Навчальна дисципліна є обов’язковою забезпечує отримання студентом навичок з проектування, прототипування та представлення рішень IoT для визначених потреб у багатьох галузях та зокрема у галузі охорони здоров’я.

Метою вивчення навчальної дисципліни «Медичні мікропроцесорні системи. Частина 2. Проектування інформаційно-вимірювальних систем» є:

Ознайомлення із програмними та апаратними складовими інформаційно-вимірювальних систем.
Засвоєння навичок створення інформаційно-вимірювальних систем на базі датчиків / приводів.
Засвоєння навичок створення програм, які забезпечують функціонал IoT для мікропроцесорних систем.
Засвоєння навичок створення end-to-end системи IoT.
Самостійне розроблення на основі вивчених підходів системи IoT, яка може вирішити проблеми у медичній галузі або виробництві.

Використовуючи міждисциплінарний підхід, який включає в себе мережу, електроніку, програмування, аналітику даних, безпеку, дизайн та бізнес, навчальний план дисципліни озброює студентів знаннями та навичками Global Problem Solver та спонукає їх уяву за допомогою глибшого розуміння

2. Пререквізити та постреквізити дисципліни (місце в структурно-логічній схемі навчання за відповідною освітньою програмою)

Пререквізити. Знання з попередніх дисциплін: Фізика; Аналогова схемотехніка; Електротехніка та електронні прилади; Біомедичні прилади, апарати і комплекси; Діагностична техніка.

Постреквізити. Захист магістерської дисертації у галузі біомедичної інженерії.

3. Зміст навчальної дисципліни

Модуль 1. Основи.

Тема 1: Основні поняття: ІВС та проектування. Загальні принципи проектування.

Тема 2: Апаратна складова ІВС. Датчики, виконавчі механізми та мікроконтролери

Тема 3: Програмна складова ІВС систем

Тема 4: Зв'язок, збереження та обробка даних

Тема 5: Ринок ІВС та способи застосування

Тема 6: Підходи до створення проекту ІВС

Модуль 2. Безпека.

Тема 7: Виклики безпеки ІВС

Тема 8: Системи та архітектури з точки зору безпеки.

Тема 9: Рівень безпеки пристроїв

Тема 10: Мережний рівень безпеки

Тема 11: Рівень безпеки додатків

Тема 12: Оцінка ризиків та інновації в безпеці

Лабораторні та практичні роботи:

Робота 1. Підключення пристроїв для побудови IoT

Робота 2. Моделювання пристроїв IoT

Робота 3. Датчики та мікроконтролер PT

Робота 4. SBC-актуалізація з Python

Робота 5. Створення рішення заводського підключення

Робота 6. Дослідження Smart Grid

Робота 7. Захист хмарних сервісів в IoT

Робота 8. Моделювання загроз на рівні пристрою

Робота 9. Моделювання загроз на комунікаційному рівні

Робота 10. Моделювання загроз на рівні пристроїв Інтернету речей

4. Навчальні матеріали та ресурси

Базова література:

1. Проєктування комп'ютеризованих інформаційно-вимірювальних систем: конспект лекцій / В. Г. Здоренко та ін. Київ: КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2022. 262 с.

Додаткова література:

1. Manyika та ін. “Інтернет речей: відображення значення за межами ажіотажу. Глобальний інститут McKinsey, компанія McKinsey, Нью-Йорк, червень 2015 року »

2.https://hbr.org/2012/10/data-scientist-the-sexiest-job-of-the-21st-century

3. IoT Security Reference For The Healthcare Industry. https://www.iotsecurityfoundation.org/wp-content/uploads/2019/05/IoT-Security-Reference-Architecture-For-The-Healthcare-Industry.pdf (Режим доступу)

4. Security Architecture Design Process for Health Information Exchanges (HIEs) https://nvlpubs.nist.gov/nistpubs/Legacy/IR/nistir7497.pdf (Режим доступу)

Інформаційні ресурси:

1. Курс мережевої академії Cisco: IoT Fundamentals: Connecting Things

https://www.netacad.com/courses/iot/iot-fundamentals

2. Курс мережевої академії Cisco: IoT Fundamentals: IoT Security

https://www.netacad.com/courses/cybersecurity/iot-security

3. Електронний кампус.
4. Google Classroom «Проектування ІВС».

Навчальний контент

5. Методика опанування навчальної дисципліни (освітнього компонента)

5.1 Розподіл навчального часу за темами курсу та календарний план їх проведення

№ з/п	Тема	Основні завдання
№ з/п	Тема	Контрольний захід	Термін виконання
1.	Тема 1: Основні поняття: ІВС та проектування. Загальні принципи проектування.	Робота 1. Підключення пристроїв для побудови IoT	3-й тиждень
2.	Тема 2: Апаратна складова IoT систем. Датчики, виконавчі механізми та мікроконтролери	Робота 2. Моделювання пристроїв IoT Робота 3. Датчики та мікроконтролер PT	3-й тиждень
3.	Тема 3: Програмна складова IoT систем	Робота 4. SBC-актуалізація з Python	4-й тиждень
4.	Тема 4: Зв'язок, збереження та обробка даних		4-й тиждень
5.	Тема 5: Ринок IoT та способи застосування	Робота 5. Створення рішення заводського підключення	5-й тиждень
6.	Тема 6: Підходи до створення проекту IoT	Робота 6. Дослідження Smart Grid	6-й тиждень
7.	Тема 7: Виклики безпеки IoT		7-й тиждень
8.	Тема 8: Системи та архітектури з точки зору безпеки.	Робота 7. Захист хмарних сервісів в IoT	8-й тиждень
9.	Тема 9: Рівень безпеки пристроїв IoT	Робота 8. Моделювання загроз на рівні пристрою	9-й тиждень
10.	Тема 10: Мережний рівень безпеки	Робота 9. Моделювання загроз на комунікаційному рівні	10-й тиждень
11.	Тема 11: Рівень безпеки додатків IoT	Робота 10. Моделювання загроз на рівні пристроїв Інтернету речей	11-й тиждень
12.	Тема 12: Оцінка ризиків та інновації в безпеці IoT		11-й тиждень
13.	РГР		12-й тиждень
14.	Модульна контрольна робота		13-14-й тиждень
17.	Залік		14-й тиждень

6. Самостійна робота студента

...

Політика та контроль

7. Політика навчальної дисципліни (освітнього компонента)

7. Політика навчальної дисципліни (освітнього компонента)

Політика навчальної дисципліни (освітнього компонента)

Відвідування занять

Відвідування лекційних і лабораторних занять не є обов’язковим. Однак, студентам

рекомендується відвідувати заняття, оскільки на них викладається теоретичний матеріал,

оцінюється рівень його засвоєння в ході усного опитування, розвиваються уміння і навички,

необхідні для виконання завдань в рамках самостійної роботи.

Пропущені контрольні заходи

Лабораторні роботи, що подаються на перевірку з порушенням терміну виконання, але до

терміну виставлення поточної атестації (або заліку / іспиту), оцінюються зі штрафними балами.

Лабораторні роботи, що подаються на перевірку з порушенням терміну виконання та після

терміну виставлення поточної атестації (або заліку / екзамену), не оцінюються.

Порушення термінів виконання завдань та заохочувальні бали

Заохочувальні бали		Штрафні бали*
Критерій	Ваговий бал	Критерій	Ваговий бал
Вдосконалення практичних робіт	1 бал (за кожну практичну роботу)	Несвоєчасне виконання і захист практичної та лабораторної роботи	Від -0,5 бали до -5 балів (залежить від терміну здачі)
Проходження дистанційних курсів за темами, які узгоджені з викладачами	5 балів	Несвоєчасне виконання та здача МКР	Від -2 балів до -20 балів (залежить від терміну здачі)
Оформлення наукової роботи для участі у конкурсі студентських наукових робіт	10 балів
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 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).

Виконання практичних та лабораторних робіт, а також написання 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)

...

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)

...

Опис матеріально-технічного та інформаційного забезпечення дисципліни

Робочу програму навчальної дисципліни (силабус):
Складено Рудніцька О. В.;
Ухвалено кафедрою БМІ (протокол № 16 від 21.06.2024р. )
Погоджено методичною комісією факультету/ННІ (протокол № 9 від 26.06.2024р. )