Реферат: Программа дисциплины сд. 10. Проектирование асоиу для студентов специальности 230102 Автоматизированные системы обработки информации и управления

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию



ОБНИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ АТОМНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ (ИАТЭ)






УТВЕРЖДАЮ




Проректор по учебной работе


___________________ С.Б. Бурухин





“______”____________ 200__ г.



^ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ


СД.10. ПРОЕКТИРОВАНИЕ АСОИУ


для студентов специальности
230102 – Автоматизированные системы обработки информации и управления

направления 230100 – Информатика и вычислительная техника


Форма обучения: очная, заочная

Объем дисциплины и виды учебной работы в соответствии с учебными планами


Вид учебной работы

Всего часов

(очное)

Семестры

Всего часов

(заочн.)

Курс

9

4

Общая трудоемкость дисциплины

170

170

170

170

Аудиторные занятия

102

102

18

18

Лекции

51

51

10

10

Практические занятия и семинары

–

–

–

–

Лабораторные работы

34

34

6

6

Курсовой проект (работа)

17

17

2

2

Самостоятельная работа

68

68

152

152

Расчетно-графические работы

–

–

–

–

Вид итогового контроля (зачет, экзамен)

зач. с оц., экз.

зач. с оц., экз.

зач. с оц., экз.

зач. с оц., экз.


Обнинск 2008

Программа составлена с соответствии с Государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования по направлению подготовки дипломированного специалиста 654600 Информатика и вычислительная техника (№ 224 тех/дс от 27.03.2000)


Программу составили:


___________________ А.Н. Анохин, заведующий кафедрой АСУ, д.т.н., профессор


___________________ С.П. Саакян, ассистент кафедры АСУ


Программа рассмотрена на заседании кафедры АСУ (протокол № 6-у от 25.01.2008 г.)


Заведующий кафедрой АСУ


___________________ А.Н. Анохин


“____”_____________ 200__ г.


СОГЛАСОВАНО


Начальник учебно-методического
управления


___________________ Ю.Д. Соколова


Декан

факультета кибернетики


___________________ А.В. Антонов


«____»_____________ 200__ г.








Декан

факультета заочного отделения


___________________ А.А. Росляков


«____»_____________ 200__ г.


^ 1. Цели и задачи дисциплины.


Цель преподавания дисциплины «Проектирование АСОИУ» заключается в том, чтобы на основе изученных дисциплин учебного плана дать студентам завершающие знания в области современных научных и практических методов и технологий проектирования и эксплуатации АСОИУ различных типов. Основной задачей данной дисциплины является формирование системного представления о процессе проектирования АСОИУ и ее частей.


^ 2. Требования к уровню освоения содержания дисциплины.


В результате изучения дисциплины студент должен

знать: последовательность, этапы, методологию и методы проектирования АСО­ИУ, методы обследования объекта автоматизации и выбора оптимальной концепции автоматизации, методы синтеза структуры системы и ее частей, методы управления проектами, иметь представление о современных средах проектирования АСОИУ;

уметь: применять современные отечественные и международные стандарты в области проектирования АСОИУ, формулировать цели, задачи и концепцию АСОИУ, проектировать функциональную структуру и отдельные виды обеспечения АСОИУ;

иметь навыки: работы с CASE-средствами, с системой управления проектами,

Изучение дисциплины непосредственно базируется на знании следующих дисциплин: «Теория систем», «Системный анализ», «Теория принятия решений», «Базы данных», «Технология программирования».


^ 3. Содержание дисциплины


Дидактические единицы (темы) для направления
230100 «Информатика и вычислительная техника»

Раздел программы

Общая характеристика процесса проектирования АСОИУ

3.1, тема 2

Структура информационно-логической модели АСОИУ

3.1, тема 4

Разработка функциональной модели; исходные данные для проектирования

3.1, тема 3-5

Разработка модели и защита данных

3.1, тема 6

Разработка пользовательского интерфейса

3.1, тема 6

Разработка проекта распределенной обработки

3.1, тема 6

Структура программных модулей

3.1, тема 6

Разработка алгоритмов

3.1, тема 6

Логический анализ структур АСОИУ

3.1, тема 2

Анализ и оценка производительности АСОИУ

3.1, тема 3

Управление проектом АСОИУ

3.1, тема 7

Проектная документация

3.1, тема 7

Инструментальные средства проектирования АСОИУ

3.1, тема 4,6

Типизация проектных решений

3.1, тема 1,6

Графические средства представления проектных решений

3.1, тема 4


3.1. Лекции


Номер темы

Тема

Число часов

(очное)

Число часов

(заочн.)

1

Основные понятия АСОИУ

4

1

2

Последовательность проектирования АСОИУ

8

2

3

Разработка концепции АСОИУ

6

1

4

Описание задач управления методами структурного моделирования

10

3

5

Проектирование функциональной модели и структуры АСОИУ

6

–

6

Проектирование видов обеспечения АСОИУ

8

1

7

Управление проектом создания АСОИУ

8

2

8

Заключение

1

–


^ 1. Основные понятия АСОИУ [1,6]. Автоматическая и автоматизированная системы. Определение АСОИУ и ее основных понятий. Классификация АСОИУ по масштабу, по времени реакции на сигнал и другим признакам. Соотношение классов АСОИУ и других автоматизированных и информационных систем.

Состав и структура АСОИУ. Логический анализ структур. Основные виды обеспечения АСОИУ: техническое, программное, информационное, организационное, математическое, диалоговое, правовое, специальное, метрологическое. Укрупненная структура, одно-, двух-, трех- и четырех­звенная архитектура АСОИУ. Основные функциональные подсистемы АСОИУ. Концепции MRP, MRP-I, MRP-II, ERP и др.


^ 2. Последовательность проектирования АСОИУ [1]. Участники проектирования АСОИУ. Роли участников в соответствии с ГОСТ 34.601-90. Внешнее и внутреннее окружение проекта. Анализ влияния участников на проект. Анализ целей и влияния участников методом анализа иерархий.

Понятие жизненного цикла АСОИУ. Модели жизненного цикла АСОИУ: каскадная, водопадная, спиральная. Технология быстрого прототипирования. Стандарты, регулирующие процесс проектирования АСОИУ. Факторы, влияющие на последовательность проектирования. Стратегии проектирования АСОИУ: вглубь, вширь, снизу-вверх, сверху-вниз.

Траектории проектирования АСОИУ, вопросы реструктуризации объекта автоматизации, модели «как есть», «как должно быть», «как будет с АСОИУ». Стандарты качества и эффективного предприятия MRP, ERP, CSRP, CPI/TQM, ISO 9000 и др.

Этапы проектирования АСОИУ в соответствии с ГОСТ 34.601-90: формирование требований, разработка концепции, техническое задание, эскизный проект, технический проект, рабочая документация, ввод в действие, сопровождение. Современные технологические стадии проектирования АСОИУ: анализ, проектирование, реализация, внедрение, сопровождение.


^ 3. Разработка концепции АСОИУ [1,7]. Обследование объекта автоматизации. Построение функциональной (выявление задач) и организационной структуры предприятия, проекция функциональной структуры на организационную. Анализ существующего уровня автоматизации. Выявление причин неэффективности существующей системы автоматизации.

Модель синтеза целей и задач АСОИУ (АСОИУ как средство разрешения проблем управления предприятием). Типы организационных, информационных и других проблем. Формальные и эвристические методы выявления и анализа проблем. Анкетирование руководителей предприятия. Обработка и интерпретация результатов анкетирования. Формулирование целей и критериев эффективности построения и внедрения АСОИУ. Формулирование требований к надежности, качеству и эргономичности АСОИУ. Экономическая целесообразность (технико-экономическое обоснование) создания АСОИУ. Оценка производительности АСОИУ.

Выбор и формальная постановка задач автоматизации. Генерация вариантов концепции АСОИУ. Соотношение заказных, готовых и оригинальных компонентов системы. Факторы, влияющие на выбор варианта. Методы выбора решения. Выбор наилучшего варианта методом QUEST. Оценка важности и степени достижимости поставленных целей.


^ 4. Описание задач управления методами структурного моделирования [4,5]. Виды моделей при создании АСОИУ: структурные, функциональные, информационные и алгоритмические модели.

Функциональные сети. Метод функционально-операци­он­но­го анализа. Метод анализа норм выработки решений. Модуль-метод. Метод матричного моделирования. Метод семиотического анализа. Метод схем информационных связей. Метод схем потоков информации. Современные методы функционального моделирования (CASE-технология): методы Гейна-Сарсона, Йордона-Де Марко, Джексона, Йордона-Меллора, Мартина. Объектно-ориентированные методы и технологии моделирования. Инструментальные средства функционального моделирования (CASE-средства): BPWin, Power Designer, Rational Rose, Oracle Designer 2000, SilverRun и др.

Структурные диаграммы (SADT-диаграммы, IDEF0-диаграммы). Описание системы в виде “черного ящика”. Понятие работы как функции. Вершины и дуги в структурной диаграмме. Категории дуг – вход, выход, управление, механизм.

Диаграммы потоков данных (DFD – data flow diagrams). Понятие работы как преобразования данных. Вершины и дуги в диаграмме потоков данных. Категории вершин – функциональный блок, внешняя ссылка, хранилище данных.

Диаграммы рабочих процессов (WFD – workflow diagrams, стандарт IDEF3). Понятие работы как процесса или события. Вершины и дуги в диаграмме рабочих процессов. Категории вершин – единица работы, перекресток, ссылка. Категории дуг – порядок следования, взаимосвязь между работами, поток данных.

Элементы структурной модели. Иерархия диаграмм, контекстная, родительская и порожденная диаграмма. Виды взаимосвязей между функциональными блоками: по входу; обратная связь по входу; по управлению; обратная связь по управлению; выход-механизм. Типы связности: случайная, логическая, временная, процедурная, коммуникационная, последовательная, функциональная. Внутренние, внешние, туннельные дуги. Разветвление и слияние дуг.


5. Проектирование функциональной модели и структуры АСОИУ [4-6]. Сбор информации для моделирования. Принципы структурирования задач предметной области. Критерии определения границ функциональных моделей. Работа с документами и экспертами предметной области. Выбор экспертов. Проведение опроса. Принципы и психологические особенности вза­и­мо­действия с экспертами. Формирование мотивации у эксперта. Оформление и архивация результатов опроса.

Построение функциональной модели. Жизненный цикл функциональной модели. Построение контекстной диаграммы и диаграммы верхнего уровня. Принципы структурирования задачи на верхнем уровне. Возникновение стереотипов моделирования – «основная бюрократическая процедура». Принципы и роли коллективной работы при функциональном моделировании. Нормы времени на построение диаграмм.

Проектирование функциональной структуры АСОИУ. Структурные компоненты: функциональная подсистема, комплекс задач управления (автоматизированное рабочее место), задача управления. Выбор информационной технологии реализации компонентов в зависимости от степени структуризации (формализации) задач управления.


^ 6. Проектирование видов обеспечения АСОИУ [4,5].

Проектирование информационного обеспечения. Унификация документооборота. Методы кодирования информации. Создание классификаторов и справочников. Последовательность проектирования базы данных: концептуальное, логическое и физическое проектирование. Обеспечение совместимости и миграции существующих информационных ресурсов в проектируемую систему.

Проектирование математического, алгоритмического и программного обеспечения. Математические методы и модели в задачах управления. Алгоритмизация как способ записи технологического процесса обработки информации. Сложность алгоритмов и оценка их качества. Выбор инструментальных средств. Технологии программирования. Верификация и документирование программного обеспечения. Организация, планирование и автоматизация процесса программирования.

Проектирование технического обеспечения. Структура комплекса технических средств. Средства связи с объектом автоматизации. Создание корпоративной информационной системы: организация локальных, корпоративных и глобальных сетей. Организация распределенной обработки данных. Надёжность технических средств.

Проектирование организационного, диалогового, лингвистического, кадрового, правового обеспечения. Регламентация ответственности при функционировании АСОИУ. Учет человеческого фактора при проектировании системы и пользовательского интерфейса. Подготовка кадров для эксплуатации и сопровождения АСОИУ. Защита авторских прав, правовые аспекты разработки и функционирования АСОИУ.

Автоматизация процесса создания АСОИУ. Комплексные решения и системы: SAP/R3, 1С Предприятие, Trace Mode, Baan и др.


^ 7. Управление проектом создания АСОИУ [2,3]. Определение, классификация и свойства проектов. Отличие проектной технологи ведения работ от обычной. основные параметры проекта. Цели и задачи управления проектом. Исторический обзор. Инструментальные средства управления проектами: MS Project, Open Plan, Spider, Primavera Project Planner и др.

Жизненный цикл проекта: фазы формулирования, планирования, реализации и завершения. Трудоемкость фаз. Соотношение жизненных циклов проекта и проектируемой системы.

Декомпозиция проекта в виде иерархии работ. Оценка длительности работы. Трудоемкость работ при проектировании АСОИУ. Оценка сложности и приоритета работы. Установление связей между работами. Построение иерархии и оценка ресурсов. Оценка и прогнозирование рисков. Формирование сетевого графика и календарного плана проекта. Критический путь проекта.

Управление инфраструктурой проекта. Функциональный, проектный и матричный принцип организации проекта. Состав и роли рабочей группы проекта создания АСОИУ. Подбор персонала. Роль руководителя проекта.

Проектная и эксплуатационная документация АСОИУ. Стандарты и требования к документации.


8. Заключение. Обзор перспектив развития технологий обработки информации и автоматизации управления.


3.2. Практические и семинарские занятия – не предусмотрены.


^ 3.3. Лабораторный практикум


Раздел(ы)

Тема лабораторной работы

Число часов (очное)

Число часов (заочн.)




^ Структурное моделирование







4,5

Формирование перечня процессов и объектов предметной области. Построение диаграммы верхнего уровня

4

1

4,5

Описание процессов. Работа со словарем процессов

4

0,5

4,5

Описание объектов и данных. Работа со словарем объектов

4

0,5

4,5

Формирование связей. Туннельные дуги. Простые и разветвляющиеся дуги

4

1

4,5

Построение и доработка диаграмм модели

6

–




^ Управление проектом







7

Определение работ проекта. Оценка длительности и приоритета

4

1

7

Построение иерархии ресурсов. Формирование календарей ресурсов. Назначение ресурсов

4

1

7

Формирование календарного плана работ. Выравнивание ресурсов

4

1



^ 3.4. Курсовые проекты (работы)


Целью курсового проекта является получение навыка реализации ранних стадий проектирования АСОИУ, а именно обследования предметной области, синтеза целей, задач и формирования требований к АСОИУ, разработки концепции системы и составление технического задания на ее создание. В ходе выполнения курсового проекта студент решает следующие задачи для выбранной предметной области (объекта автоматизации в целом или отдельной задачи управления):

1. Обследование предметной области, сбор информации о документообороте, уп­рав­ленческих процессах, формах регистрации и хранения информации;

2. Построение структурной модели управленческих процессов в соответствии с методикой SADT (стандарт IDEF0);

3. Идентификация пользователей, а также информационных и организационных проблем реализации управленческих задач, экспертная оценка остроты проблем;

4. Генерация альтернативных вариантов (концепций) реализации АСОИУ с учетом существующих инструментальных средств и технологий;

5. Оценка степени достижения целей создания АСОИУ и выбор наилучшего варианта концепции системы;

6. Написание технического задания на разработку АСОИУ, включая описание эффекта (экономического, социального и др.), получаемого от ее внедрения;

7. Составление сетевого графика и календарного плана реализации проекта АСОИУ.


^ 3.5. Формы текущего контроля – текущий контроль предусмотрен в рамках приема и защиты лабораторных работ.

3.6. Самостоятельная работа


Самостоятельно студентами очной формы обучение выполняется курсовой проект, а также изучается информация о современных инструментальные средствах и платформах создания АСОИУ. Основными источниками материала являются информационные ресурсы сети Internet, периодические издания, имеющиеся в библиотеке университета и на кафедре АСУ.


Содержание самостоятельной работы

Литература

Объем, час.

Форма
контроля

Современные инструментальные средства и платформы создания АСОИУ

Материалы сети интернет, периодические издания

8

Защита курсового проекта по разделу «Генерация альтернативных вариантов»

Обследование предметной области, сбор информации о документообороте, уп­рав­ленческих процессах, формах регистрации и хранения информации

Не требуется

6

Собеседование в ходе консультаций по курсовому проектированию

Построение структурной модели управленческих процессов в соответствии с методикой SADT (стандарт IDEF0)

[4]

12

Идентификация пользователей, а также информационных и организационных проблем реализации управленческих задач, экспертная оценка остроты проблем

[1]

8

Генерация альтернативных вариантов (концепций) реализации АСОИУ с учетом существующих инструментальных средств и технологий

[1]

8

Оценка степени достижения целей создания АСОИУ и выбор наилучшего варианта концепции системы

[1]

8

Написание технического задания на разработку АСОИУ, включая описание эффекта (экономического, социального и др.), получаемого от ее внедрения

[3, 7]

10

Составление сетевого графика и календарного плана реализации проекта АСОИУ

[2]

8


Студентами заочной формы обучения самостоятельно изучается тот же материал, что и студентами очной формы, а также теоретическая тема Проектирование функциональной модели и структуры АСОИУ. Остальные темы изучаются самостоятельно более углубленно. Кроме того, самостоятельно выполняется лабораторная работа Построение и доработка диаграмм модели.


Содержание самостоятельной работы

Литература

Объем, час.

Форма
контроля

Современные инструментальные средства и платформы создания АСОИУ

Материалы сети интернет, периодические издания

10

Контролируется при защите курсового проекта по разделу «Генерация альтернативных вариантов»

Основные понятия АСОИУ

[1]

6

Контролируется при сдаче экзамена

Последовательность проектирования АСОИУ

[1]

8

Разработка концепции АСОИУ

[1]

6

Описание задач управления методами структурного моделирования

[8]

10

Проектирование функциональной модели и структуры АСОИУ

[3]

8

Проектирование видов обеспечения АСОИУ




8

Управление проектом создания АСОИУ

[3]

10

Построение и доработка диаграмм модели (лабораторная работа)

[8]

12

Контролируется при сдаче соответствующей лабораторной работы

Обследование предметной области, сбор информации о документообороте, уп­рав­ленческих процессах, формах регистрации и хранения информации

Не требуется

8

Контролируется при защите курсового проекта

Построение структурной модели управленческих процессов в соответствии с методикой SADT (стандарт IDEF0)

[4]

14

Идентификация пользователей, а также информационных и организационных проблем реализации управленческих задач, экспертная оценка остроты проблем

[1]

10

Генерация альтернативных вариантов (концепций) реализации АСОИУ с учетом существующих инструментальных средств и технологий

[1]

10

Оценка степени достижения целей создания АСОИУ и выбор наилучшего варианта концепции системы

[1]

10

Написание технического задания на разработку АСОИУ, включая описание эффекта (экономического, социального и др.), получаемого от ее внедрения

[3, 7]

12

Составление сетевого графика и календарного плана реализации проекта АСОИУ

[2]

10


^ 4.1. Рекомендуемая литература


4.1.1. Основная литература


1. Анохин А.Н. Основы проектирования АСОИУ. Учебное пособие (гриф УМО). – Обнинск: ИАТЭ, 2006 (45 экз.).

2. Анохин А.Н. Управление проектированием АСОИУ. Учебное пособие (гриф УМО). – Обнинск: ИАТЭ, 2007 (45 экз.).

3. Анохин А.Н., Цыкунова С.Ю., Крылов Е.В. Описание проектных решений при создании автоматизированных систем. Учебное пособие (гриф УМО). – Обнинск: ИАТЭ, 2003 (45 экз.).

4. Советов Б.Я., Цехановский В.В. Информационные технологии. Учебник для вузов (гриф Минобразования). – М.: Высшая школа, 2003.

5. Советов Б.Я. Информационная технология. Учебник для вузов (гриф Минобразования). – М.: Высшая школа, 1994 (прим.: описываются виды обеспечения, функциональная структура АСУ, процесс проектирования, строящиеся модели).

6. Острейковский В.А. Теория систем. Учебник (гриф УМО). – М.: Высшая школа, 1997. (20 экз.)

7. Хетагуров Я.А. Проектирование АСОИУ. Учебник (гриф Минобрнауки) – М.: Высшая школа, 2005.

8. Анохин А.Н., Алонцева Е.Н. Структурное моделирование (в печати) (используется электронный вариант)


^ 4.1.2. Дополнительная литература


1. Глушков В.М. Введение в АСУ. – К.: Техника, 1974

2. Мамиконов А.Г. Проектирование АСУ. Учебник. – М.: Высшая школа, 1987.

3. Справочник разработчика АСУ / Под ред. Н.П. Федоренко и В.В. Карибского. – М.: Экономика, 1978.

4. Калянов Г.Н. Консалтинг при автоматизации предприятий: подходы, методы, средства. – М.: Синтег, 1997.

5. Липаев В.В. Системное проектирование сложных программных средств для информационных систем. – М.: Синтег, 1999.

6. Вендров А.М. CASE-технологии. Современные методы и средства проектирования информационных систем. – М.: Финансы и статистика, 1998.

7. ГОСТы 34-й серии «Автоматизированные системы».

8. Анохин А.Н. Методы экспертных оценок. Учебное пособие. – Обнинск: ИАТЭ, 1996.

9. Журнал Intelligence Enterprise (имеется на кафедре АСУ, 3 экз.)


4.2. Средства обеспечения освоения дисциплины


CASE-пакет BRWin, система управления проектами MS Project, текстовый редактор Microsoft Word (подготовка отчета) или другой программное обеспечение аналогичного назначения.


5. Материально-техническое обеспечение дисциплины


Класс персональных ЭВМ.