Рабочая программа дисциплины Информационное обеспечение систем управления (Наименование дисциплины)
| Вид материала | Рабочая программа |
- Рабочая программа дисциплины «информационное обеспечение логистики» Рекомендуется для, 230.47kb.
- Рабочая программа дисциплины Основы конструирования систем управления (Наименование, 142.46kb.
- Рабочая программа дисциплины Цифровые устройства систем автоматизации и управления, 183.74kb.
- Рабочая программа дисциплины Локальные системы управления (Наименование дисциплины), 116.98kb.
- Рабочая программа наименование дисциплины Исследование систем управления, 258.19kb.
- Примерная рабочая программа по дисциплине теория массового обслуживания для подготовки, 54.46kb.
- Рабочая программа дисциплины «Информационное обеспечение управления» Направление подготовки, 265.21kb.
- Рабочая программа наименование дисциплины администрирование информационных систем (указывается, 206.24kb.
- Рабочая программа наименование дисциплины теория информационных процессов и систем, 271.35kb.
- Рабочая программа дисциплины Системное программное обеспечение (Наименование дисциплины), 159.28kb.
МИНОБРНАУКИ РОССИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ЮЖНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ В Г. ТАГАНРОГЕ
(ТТИ Южного федерального университета)
Факультет автоматики и вычислительной техники
УТВЕРЖДАЮ
Декан ФАВТ ______________ Ю.М.Вишняков
"_____"__________________2011 г.
Рабочая программа дисциплины
Информационное обеспечение систем управления
(Наименование дисциплины)
Направление подготовки
230100.62 «Информатика и вычислительная техника»
Профили подготовки
Автоматизированные информационно-управляющие системы и комплексы
Квалификация (степень) выпускника
Бакалавр
Форма обучения
Очная
(очная, очно-заочная и др.)
г. Таганрог
2011
1. Цели освоения дисциплины
Основной целью дисциплины “Информационное обеспечение систем управления” является изучение принципов проектирования систем, принципов системного анализа, принципов построения и управления базами данных, современными программными средствами автоматизации проектирования, используемыми при разработке, решении и описании поставленных задач прикладного программирования информационного обеспечения информационно-управляющих систем и комплексов.
Цели дисциплины соответствуют всем 3-м целям ООП по направлению 230100.62 «Информатика и вычислительная техника», а именно:
1 цель направления. Удовлетворение потребностей личности в интеллектуальном, культурном и нравственном развитии путем получения высшего образования в области информатики и вычислительной техники;
2 цель направления. Организация базовой бакалаврской подготовки, позволяющей всем выпускникам продолжить свое образование как с целью получения диплома инженера или магистра в области информатики и вычислительной техники, так и с целью дальнейшего самосовершенствования.
3 цель направления. Удовлетворение потребностей общества в квалифицированных кадрах путем подготовки специалистов по проектированию, разработке и эксплуатации автоматизированных информационно-управляющих систем и комплексов,
а также будет способствовать достижению локальных целей профиля подготовки «Автоматизированные информационно-управляющие системы и комплексы»:
1 цель профиля. Развитие у студентов теоретических знаний и практических навыков, позволяющих выпускникам понимать и применять фундаментальные и передовые знания и научные принципы, лежащие в основе современных автоматизированных информационно-управляющих систем и комплексов при формулировании и решении инженерных задач;
2 цель профиля. Подготовка высококвалифицированных специалистов, способных решать задачи исследования, проектирования, разработки, настройки, тестирования и эксплуатации современных автоматизированных информационно-управляющих систем и комплексов в различных областях профессиональной деятельности, а также задачи планирования и проведения экспериментальных исследований свойств и характеристик данных систем.
2. Место дисциплины в структуре ООП бакалавриата
Дисциплина «Информационное обеспечение систем управления» относится к базовой части профессионального цикла. Для успешного обучения студенту понадобятся знания в области таких дисциплин, как «Информатика», «Программирование», «Прикладное программирование в технических системах», «Информационные технологии», «Системный анализ».
Для успешного усвоения материала дисциплины “Информационное обеспечение систем управления” обучающийся должен
знать:
– основные понятия и методы математического анализа, алгебры;
– основы технологии работы на ПК в современных операционных средах;
уметь:
– применять математические методы и физические законы для решения задач теоретического, экспериментального и прикладного характера;
владеть:
– методами построения математических моделей, основами алгоритмизации прикладных задач;
– навыками прикладного программирования;
– современными информационными технологиями.
Результаты изучения курса «Информационное обеспечение систем управления» используются в дальнейшем при изучении дисциплин «Базы данных и СУБД», «Автоматизация проектирования систем управления», «SCADA-системы», «Основы конструирования систем управления», «Технические средства автоматизации и управления».
Дисциплина позволяет студенту развить навыки проектирования, навыков создания информационного обеспечения и управления базами данных, прикладного программирования при проектировании и разработке элементов информационного обеспечения информационно-управляющих систем и комплексов технологических объектов. Полученные знания и навыки могут широко применяться в процессе дипломного проектирования.
3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины (модуля) «Информационное обеспечение систем управления».
В результате освоения дисциплины обучающийся должен
знать:
– основы методологии проектирования систем;
– принципы проектирования и разработки информационного обеспечения систем управления;
– системные принципами организации информационного обеспечения;
– представление о существующих принципах и моделях построения баз данных и систем управления базами данными
уметь:
– производить анализ исходных данных, выполнять проектирование систем с использованием современных case-средств и сред моделирования;
– проектировать базы данных и строящиеся на их принципах прикладные программные продукты, автоматизирующие деятельность технологических процессов;
– разрабатывать типовые структуры функционирования систем, на их основе разрабатывать прикладные программные продукты с помощью современных средств разработки и языков программирования с применением современных информационных технологий обработки данных (включая СУБД);
– применять на практике теоретические и практические навыки проектирования автоматизированных систем;
владеть:
– навыками работы с современными case-средствами, средами моделирования и инструментами проектирования баз данных.
Все это будет способствовать достижению следующих компетенций:
- способностью осваивать методики использования программных средств для решения практических задач (ПК-2)
- умению разрабатывать интерфейсы "человек - электронно-вычислительная машина" (ПК-3)
- умению разрабатывать компоненты программных комплексов и баз данных, использовать современные инструментальные средства и технологии программирования (ПК-5)
- готовностью участвовать в настройке и наладке программно-аппаратных комплексов (ПК-9);
- умению сопрягать аппаратные и программные средства в составе информационных и автоматизированных систем (ПК-10).
4. Структура и содержание дисциплины (модуля)
Общая трудоемкость дисциплины составляет 4 зачетных единиц, 144 часа.
| Вид учебной работы | Всего часов |
| Общая трудоемкость дисциплины | 144/4 ЗЕТ |
| Аудиторные занятия | 64 |
| - лекции | 18 |
| - практические занятия | - |
| - лабораторные работы | 36 |
| - другие виды аудиторных занятий | - |
| Самостоятельная работа | 28 |
| Курсовой проект (работа) | 20 |
| Контроль самостоятельной работы | 18 |
| Аттестация | 32 Экзамен (4 семестр) |
4.1. Разделы дисциплины и виды занятий
| № п/п | Раздел дисциплины “Электротехника и электроника” | Семестр | Неделя семестра | Виды учебной работы, включая самостоятельную работу студентов и трудоемкость (в часах) | Формы текущего контроля успеваемости (по неделям семестра) Форма промежуточной аттестации (по семестрам) | ||||
| лек | лаб | пр | СРС | КСР | |||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
| 1 | Современные технологии создания информационных систем | 4 | 1,2 | 2 | 4 | - | 4 | 1 | Опрос учащихся на лекции. |
| 2 | Структурный подход к проектированию ИУС. Методология функционального моделирования SADT | 4 | 3,4 | 2 | 4 | - | 4 | 1 | Опрос учащихся на лекции, защита лабораторной работы |
| 3 | Типы связей между функциями. Практическое использование пакета BPWin при проектировании функциональной модели | 4 | 5,6 | 2 | 4 | - | 4 | 1 | Опрос учащихся на лекции. |
| 4 | Диаграммы, компоненты, типы взаимодействия между ними | 4 | 7,8 | 2 | 4 | - | 6 | 1 | Письменная контрольная работа, защита лабораторной работы |
| 5 | Методологии и нотации case-средства BPWin | 4 | 9,10 | 2 | 4 | - | 6 | 1 | Опрос учащихся на лекции. |
| 6 | Системные понятия проектирования информационно-управляющих систем | 4 | 11,12 | 2 | 4 | - | 6 | 1 | Опросы на лекциях, защита лабораторной работы |
| 7 | Проектирование модели данных | 4 | 13,14 | 2 | 4 | - | 6 | 2 | Опрос учащихся на лекции, защита курсовой работы |
| 8 | Нормализация данных | 4 | 15,16 | 2 | 4 | - | 6 | 1 | |
| 9 | Архитектуры БД приложений. СУБД. Разработки ПО для работы с БД | 4 | 17 | 2 | 4 | - | 6 | 1 | письменная контрольная работа, защита лабораторной работы |
| ИТОГО | 18 | 36 | - | 48 | 10 | | |||
4.2. Содержание разделов дисциплины
Раздел 1 Современные технологии создания информационных систем.
Понятие информационно-управляющей системы (ИУС). Факторы, способствующие эффективному росту числа ИУС и их возможностей. Требования к методикам реализации и программным инструментальным средствам ИУС. Жизненный цикл разработки ИУС.
Раздел 2 Структурный подход к проектированию ИУС. Методология функционального моделирования SADT.
Базовые принципы структурного подхода. Обзор наиболее распространенных моделей (диаграмм: SADT (Structured Analysis and Design Technique); DFD (Data Flow Diagrams) диаграммы потоков данных; ERD (Entity-Relationship Diagrams) диаграммы "сущность-связь“. Концепция SADT. Правила построения и взаимодействия элементов. Состав функциональной модели. Диаграммы. Иерархия диаграмм.
Раздел 3. Типы связей между функциями. Практическое использование пакета BPWin при проектировании функциональной модели.
Типы связей между функциями: случайная, логическая, временная коммуникационная, процедурная, последовательная, функциональная. Принцип построения модели IDEF0. Цель моделирования (Purpose). Точка зрения (Viewpoint). Модели AS-IS. Модели ТО-ВЕ. Модели SHOULD_BE.
Раздел 4. Диаграммы, компоненты, типы взаимодействия между ними.
Контекстные диаграммы. Диаграммы декомпозиции. Диаграммы дерева узлов. Диаграммы только для экспозиции (FEO). Функциональной декомпозиция диаграмм. Порядок доминирования. Работы (Activity). Стрелки (Arrow). Вход (Input), Управление (Control), Выход (Output), Механизм (Mechanism), Вызов (Call), Граничные стрелки. Типы взаимодействия: связь по управлению (output-control), обратная связь по входу (output-input feedback), обратная связь по управлению (output-control feedback), связь выход-механизм (output-mechanism). Тоннелирование стрелок.
Раздел 5. Методологии и нотации case-средства BPWin.
Диаграммы потоков данных (DFD). Нотации Йодана (Yourdon) и Гейна-Сарсона (Gane-Sarson). Принципы построения модели DFD. Внешние сущности. Системы и подсистемы. Методология workflow daigramming. Нотация IDEF3. Диаграмма, единицы работы Unit of Work (UOW), связи, перекрестки. Правила создания перекрестков.
Раздел 6. Системные понятия проектирования информационно-управляющих систем.
Определение системы. Понятие строения и функционирование систем. Элементы. Подсистемы. Компоненты. Связи. Понятия, характеризующие функционирование и развитие систем. Виды и формы представления структур: сетевая, иерархическая, стратифицированное, эшелонное. Закономерности систем.
Раздел 7. Проектирование модели данных.
Сущности и связи. Типы связей. Мощность связей. Роли. Виды рекурсивных связей. Правила ссылочной целостности (referential integrity, RI). Особенности связи «многие ко многим». Типы сущностей и иерархия наследования. Иерархия наследования.
Раздел 8. Нормализация данных.
Потенциальные, альтернативные и внешние ключи и инверсионные входы. Функциональная зависимость. Нормализация данных. первая нормальная форма (1NF); вторая нормальная форма (2NF); третья нормальная форма (3NF); нормальная форма Бойса - Кодда (усиленная 3NF); четвертая нормальная форма (4NF); пятая нормальная форма (5NF). Поддержка нормализации в ERwin. Денормализация.
Раздел 9. Архитектуры БД приложений. СУБД. Разработки ПО для работы с БД.
Создание БД. Инженеринг и реверс инженеринг. Алиас. Работа через BDE и ADO. Взаимодействие компонент приложения при разработки ПО для работы с БД в визуальных средах. Структурированные языки запросов. Отчеты.
5. Образовательные технологии
Используется:
- при чтении лекций – компьютерная и проекционная техника, презентационный материал, при этом основным аспектом изложения является разбор конкретных ситуаций прикладного характера на демонстрационных примерах;
– при проведении лабораторных занятий – интерактивная доска, пакеты прикладных программ (case-средства BPWin, ERWin, среда моделирования Rational Rose, среда программирования С++Builder/Visual Studio);
- при выполнении курсовой работы - пакеты прикладных программ (case-средства BPWin, ERWin, среда программирования С++Builder/Visual Studio).
6. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины и учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов
Для оценки текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины и УМ обеспечения СРС используются следующие технологии:
- технологии проектного обучениям – студенту на выбор предлагается выбрать для описания конкретный технологический процесс, который они будут описывать, моделировать и проектировать в течении всего семестра, обеспечивая т.н. сквозное проектирование;
- технологии контролируемой самостоятельной работы – задания на выполнение и защита лабораторных и курсовой работы идёт строго по графику, для неуспевающих студентов вводятся понижающие коэффициенты при несвоевременной защите работ; также опросы на лекциях и проверка письменных работ, отражающие усвоение студентами лекционного материала.
6.1. Лабораторные занятия
| 1. Лабораторная работа№1 «Построение функциональной модели деятельности системы на основе CАSE средства BPWin» |
| 2. Лабораторная работа№2 «Построение функциональной модели деятельности системы на основе языка UML средствами Rational Rose» |
| 3. Лабораторная работа №3 «Построение модели данных на основе CASE средства ERWin» |
| 4. Лабораторная работа № 4 «Разработка интерфейса пользователя» |
6.2. Курсовое проектирование
Темы курсовых работ:
1. Разработка ИО автоматизации предприятия (производства) легкой, пищевой, обрабатывающей промышленностей.
2. Разработка ИО автоматизации предприятия (производства) тяжелой промышленности.
3. Разработка ИО автоматизации предприятия (производства) машиностроительного комплекса.
4. Разработка ИО автоматизации предприятия (производства) ТЭК и добывающих предприятий.
5. Разработка ИО автоматизации предприятия (производства) ЖКХ и строительной сферы.
6. Разработка ИО автоматизации предприятия (производства) АПК.
7. Разработка ИО автоматизации предприятия (производства) транспорта и транспортной инфраструктуры.
8. Разработка ИО автоматизации предприятия (производства) по выбору студента.
Вариантность заданий обеспечивается различием видов предприятий той или иной сферы.
Индивидуальная тема выдается студенту при представлении им обоснованности внедрения автоматизированной информационно-управляющей системы или комплекса на конкретном предприятии, производстве.
| Вид работ при курсовом проектировании | Трудоемкость (примерная) |
| 1. Анализ технического задания к курсовой работе | 2 |
| 2. Разработка структурной схемы предприятия (производства) | 2 |
| 3. Разработка функциональной схемы предприятия (производства) | 3 |
| 4. Анализ и оптимизации материальных и информационных потоков предприятия | 2 |
| 5. Разработка модели данных системы и построение БД | 3 |
| 6. Разработка интерфейса пользователя. | 4 |
| 7. Оформление пояснительной записки к курсовой работе | 4 |
6.4. Список контрольных вопросов:
- Понятие система. Основные составляющие. Классификация. Структура системы. Связи.
- Понятия, характеризующие функционирование и развитие систем.
- Виды и формы представления структур систем: иерархия, сети, страты, эшелоны.
- Закономерности систем.
- Информационный анализ информационно-управляющих систем.
- Организация разработки информационно-управляющих систем.
- Рабочая документация по проектированию информационно-управляющих систем.
- Информационно-управляющие системы (ИУС): определение, основные составляющие, объект управления, эффект от внедрения. Факторы, способствующие эффективному росту числа ИУС и их возможностей
- Общая схема взаимодействия инструментальных средств PLATINUM technology и Rational Software
- Сущность структурного подхода к разработке ИУС
- Методология функционального моделирования SADT. Правила SADT.
- Состав функциональной модели: диаграммы, иерархия диаграмм.
- Состав функциональной модели: типы связей между функциями.
- Диаграмма дерева узлов. Диаграммы для экспозиции (FEO).
- Принципы построения модели IDEF0 в BpWin: Контекстные диаграммы, Функциональная декомпозиция. Принцип доминирования. Точка зрения (Viewpoint), модели AS –IS, TO-BE, SHOULD-BE.
- Принципы построения модели IDEF0 :Стрелки (связи). Виды связей: связь по управлению; обратная связь по входу; обратная связь по управлению; обратная связь по выход-механизм. Тоннелирование стрелок.
- Модель DFD: принципы построения, основные элементы внешняя сущность; система и подсистемы; процессы; накопители данных; поток данных.
- Модель IDEF3: принципы построения, основные элементы – диаграмма, Единицы работы Unit of Work (UOW), связи, перекрестки.
- Модель IDEF3: правила использования перекрестков (Junction).
- Логическая и физическая модели. Назначение и основные функции.
- Понятие сущность и атрибут. Типы данных для атрибутов.
- Связи. Типы связей на логическом уровне. Особенности связей. Мощность связи.
- Роли. Рекурсивные связи.
- Правила ссылочной целостности (referential integrity, RI)
- Особенности практической реализации связи «многие ко многим»;
- Типы сущностей и иерархия наследования.
- Понятие Ключа. Первичный ключ. Простые и составные ключи. Требования к формированию ключей.
- Потенциальные, альтернативные ключи и инверсионные входы.
- Нормализация данных. Функциональная зависимость
- Денормализация.
- Архитектуры БД приложений
- Работа с БД через BDE (практический вопрос)
- Работа с БД через ADO (практический вопрос)
- SQL запросы;
- Универсальный язык моделирования UML:понятие действующих лиц, принципы использования.
- Универсальный язык моделирования UML:связи.
- Универсальный язык моделирования UML:потоки событий, предусловия и постусловия.
- Универсальный язык моделирования UML: работа с диаграммами вариантов использования.
7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины (модуля)
7.1. Основная литература
1. ссылка скрыта Моделирование бизнес-процессов с AllFusion PM. - M., Диалог-МИФИ, 2008. - 224 c.
2. ссылка скрыта., ссылка скрыта. Информационное обеспечение систем управления - Изд-во Феникс, 2010. – 324 с.
3. Финаев В.И., Пушнин А.В. Информационное обеспечение систем управления. Учебное пособие. – Таганрог: Изд-во ТРТУ, 2003.
4. Рогозов Ю.И., Финаев В.И. Проектирование информационно-управляющих систем. Учебное пособие. – Таганрог: Изд-во ТРТУ, 2002.
5. Тиори Т., Фрай Дж. Проектирование структур баз данных. В 2 кн., – М.: Мир, 2000. Кн. 1. – 287 с.: Кн. 2. – 320 с.
6. ссылка скрыта (электронная библиотека кафедры)
7. ссылка скрыта (страницы преподавателей-авторов).
8. ссылка скрыта (сайт научно-технической библиотеки ТТИ ЮФУ)
7.2. Дополнительная литература
1. Дубейковский В.И. Эффективное моделирование с AllFusion Process Modeler. - М., Диалог МИФИ, 2009. – 384 с.
2. Финаев В.И., Глод О.Д. Основы теории систем. Учебное пособие. – Таганрог: Изд-во ТРТУ, 2000.
3. Месарович М., Такахара И. Общая теория систем: математические основы. - М.: Мир, 1978. -311 с.
4. Лешек А. Мацяшек. Анализ и проектирование информационных систем с помощью UML 2.0. Третье издание. - М., Изд-во Вильямс, 2008. – 816 с.
6. ссылка скрыта
7.3. Программное обеспечение
1. BPWin.
2. ERWin.
3. Rational Rose.
4. Borland С++ Builder
5. Visual Studio.
8. Материально-техническое обеспечение дисциплины (модуля)
В лаборатории информационных технологий имеется 10 рабочих мест, оборудованных современными персональными компьютерами и программным обеспечением.
Рабочая программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО с учетом рекомендаций и ПрООП ВПО по направлению подготовки 230100.62 «Информатика и вычислительная техника» по профилю «Автоматизированные информационно-управляющие системы и комплексы».
Авторы: ______________ Косенко Е.Ю., к.т.н., доцент каф. САУ
______________ Номерчук А.Я., ассистент каф. САУ
Зав. кафедрой САУ _________________ Финаев В.И.
Программа одобрена на заседании УМК ФАВТ от 20.01.2011 года, протокол № 1.