VSTUPNÍ ČÁST

Název modulu

Embedded systémy

Kód modulu

18-m-4/AA79

Typ vzdělávání

Odborné vzdělávání

Typ modulu

odborný praktický

Kategorie dosaženého vzdělání

M (EQF úroveň 4)

Skupiny oborů

18 - Informatické obory

Komplexní úloha

Programování aplikace s Embedded systémem

Obory vzdělání - poznámky

18-20-M/01 Informační technologie

Délka modulu (počet hodin)

28

Poznámka k délce modulu

Platnost modulu od

30. 04. 2020

Platnost modulu do

01. 09. 2018

Vstupní předpoklady

programování mikrokontrolérů a programování mikropočítačů;

sériová komunikace;

bezdrátová komunikace;

ovládání základních periferií a senzorů

JÁDRO MODULU

Charakteristika modulu

Tento modul navazuje na moduly, řešící základní poznatky hardware zařízení informačních technologií. Žák se učí využívat prvky moderních informačních a komunikačních technologií, efektivně je aplikovat v průběhu vzdělávání i při samostatném řešení praktických úkolů.

Očekávané výsledky učení

Odborné kompetence dle RVP:

• Navrhovat, sestavovat a udržovat HW, tzn. aby absolventi:

− volili vyvážená HW řešení s ohledem na jeho funkci, parametry a vhodnost pro předpokládané použití;

− kompletovali a oživovali sestavy včetně periferních zařízení;

− identifikovali a odstraňovali závady HW a prováděli upgrade.

• Pracovat se základním programovým vybavením, tzn. aby absolventi:

− volili vhodný operační systém s ohledem na jeho předpokládané nasazení;

− instalovali, konfigurovali a spravovali operační systém včetně jeho pokročilého nastavení dle objektivních potřeb uživatele;

• Navrhovat, realizovat a administrovat počítačové sítě, tzn. aby absolventi:

− navrhovali a realizovali počítačové sítě s ohledem na jejich předpokládané využití;

− konfigurovali síťové prvky;

− administrovali počítačové sítě

• Dbát na bezpečnost práce a ochranu zdraví při práci, tzn. aby absolventi:

- osvojili si zásady a návyky bezpečné a zdraví neohrožující pracovní činnosti včetně zásad ochrany zdraví při práci u zařízení se zobrazovacími jednotkami (monitory, displeji apod.), rozpoznali možnost nebezpečí úrazu nebo ohrožení zdraví a byli schopni zajistit odstranění závad a možných rizik

Po absolvování modulu žák pro embedded systém, který má k dispozici, umí následující činnosti:

• instaluje OS do mikropočítače;
• provádí jednoduchá nastavení OS (stáhnutí a instalace programu, úprava konfigurace);
• pracuje s konzolí a nastaví síť;
• pracuje s GPIO a ovládá jimi základní periferie;
• sestavuje program pro sériovou komunikaci;
• využívá vhodné vývojové prostředí a vytváří programy využívající pro komunikaci s periferiemi vhodné embedded sběrnice

Obsah vzdělávání (rozpis učiva)

V průběhu vzdělání se žák seznamu a učí:

• instalace OS do mikropočítače;
• výběr, instalace a nastavení OS
• práce s konzolí
• nastavení sít
• práce s GPIO a ovládání základních periferií
• sestavení programu pro sériovou komunikaci;
• používání vývojového prostředí pro tvorbu aplikačních programů s využitím vhodné embedded sběrnice

Učební činnosti žáků a strategie výuky

Ve výuce se doporučuje kombinovat níže uvedené metody výuky.

Metody slovní:

• monologické metody (popis, vysvětlování, výklad),
• dialogické metody (rozhovor, diskuse),
• metody práce s literaturou, Internetem

Metody názorně demonstrační:

• názorné předvedení požadované činnosti
• využití internetových zdrojů včetně názorných videí a tutoriálů

Metody praktické:

• nácvik pracovních dovedností,
• samostatná práce s dozorem učitele
• vypracování příslušného pracovního listu

Učební činnosti žáků:

Žáci v rámci teoretické výuky:

• rozlišují jednotlivé komponenty embedded systému a jejich význam pro činnost celého systému
• orientují se v problematice požadovaných konfigurací jednotlivých komponent
• ovládají základní konfiguraci

Žáci v rámci praktické výuky:

• samostatně pod dozorem vyučujícího sestaví embedded systém
• nainstalují OS a provedou jeho konfiguraci
• ověří jeho správnou funkčnost
• pracují s konzolí a nastaví síť
• pracují s GPIO a ovládat jimi základní periferie;
•  sestaví program pro sériovou komunikaci
• využívají vhodné vývojové prostředí a vytváří programy využívající pro komunikaci s periferiemi vhodné embedded sběrnice

Zařazení do učebního plánu, ročník

Výuka by měla probíhat ve 4. ročníku.

VÝSTUPNÍ ČÁST

Způsob ověřování dosažených výsledků

• Průběžné ověření znalostí a dovedností před a během praktického cvičení

  Vyhodnocení výstupů na základě vypracování Pracovního listu, který je v zadání komplexní úlohy

Kritéria hodnocení

Kritéria hodnocení pro ověřování v rámci výuky:

• Rozpoznat jednotlivé komponenty embedded systému – hodnotí se počet rozpoznaných a popsaných komponent z celkového počtu, který mají k dispozici navrhnout a sestavit embedded systém – hodnotí s právnost návrhu a sestavení systému z komponent použité výukové stavebnice
• Nainstalovat OS - nainstalovaný OS je/není funkční
• Nakonfigurovat periferie – hodnotí se počet funkčních připojených periferií z celkového počtu
• práce s GPIO – hodnotí se rozsah aplikace
• funkčnost aplikace vytvořené ve vhodném vývojovém prostředí – hodnotí se procentuální rozsah funkčnosti

Vyplnění a včasné odevzdání pracovního listu, v rámci kterého žák řeší předchozí úkoly, hodnotí se obsahová stránka (popis jednotlivých provedených činností včetně dosažených výsledků) i grafická úprava.

Klasifikační stupeň1: bezchybná funkce všech komponent podle zadání, plně vypovídající popis provedených činností, vhodná grafická úprava

Klasifikační stupeň2: drobné chyby funkčnosti některých komponent podle zadání, správný popis základních provedených činností, drobné chyby formátů grafické úrovně

Klasifikační stupeň3: ojedinělé hrubé chyby funkčnosti některých komponent při zachování funkčnosti celku podle zadání, ojedinělé chyby v popisu základních provedených činností, průměrná grafická úprava

Klasifikační stupeň4: více hrubých chyb funkčnosti komponent při zachování částečné funkčnosti celku podle zadání, časté chyby v popisu základních provedených činností, nevhodná grafická úprava

Klasifikační stupeň5: více hrubých chyb funkčnosti komponent znemožňujících alespoň částečnou funkčnost celku podle zadání, chybný nebo žádný popis základních provedených činností, nevhodná grafická úprava, neodevzdání PL.

Doporučená literatura

Poznámky

Materiál vznikl v rámci projektu Modernizace odborného vzdělávání (MOV), který byl spolufinancován z Evropských strukturálních a investičních fondů a jehož realizaci zajišťoval Národní pedagogický institut České republiky. Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je Miroslav Paul. Creative Commons CC BY SA 4.0 – Uveďte původ – Zachovejte licenci 4.0 Mezinárodní.