Программные средства моделирования сложных систем

2019/2020

Учебный год

RUS

Обучение ведется на русском языке

3

Кредиты

Кто читает:

Департамент прикладной математики

Статус:

Курс по выбору

Когда читается:

2-й курс, 1 модуль

Преподаватель

Капалин Владимир Иванович

Программа дисциплины

Аннотация

Курс “Программные средства моделирования сложных систем” нацелен на формирование у студентов навыков решения задач в области проектирования математического и программного обеспечения автоматизированных и автоматических систем управления, в частности, систем класса АСУ ТП.

Цель освоения дисциплины

• Формирование у студентов навыков, необходимых для решения предусмотренных образовательным стандартом направления подготовки 01.04.04. «Прикладная математика» профессиональных задач

Планируемые результаты обучения

• Знание основных подходов к разработке АСУП
• Знание основных подходов к проектированию информационных систем
• Знание основных понятий системного анализа
• Знание моделей жизненного цикла информационной системы
• Умение проектировать информационные системы при помощи различных методологий
• Навык применения объектно-ориентированного подхода к проектирования информационных систем
• Знание структуры и протоколов АСУТП
• Знание основных понятий систем реального времени
• Умение применять CALS-технологии в проектировании информационных систем

Содержание учебной дисциплины

• Сложные технические системы
  Автоматизация как направление научно-технического прогресса. Цели автоматизации и системный подход к разработке сложных технических систем. Сложные автоматизированные системы управления АСУП и АСУТП. Их назначение. Значение информационной обеспеченности предприятия. Подходы к разработке АСУП.
• Информационные системы как «мозг» АСУП
  Два подхода к проектированию информационных систем: позадачный и системный подходы. Методология проектирования информационных систем. Стандарты проектирования информационных систем: отечественный ГОСТ 34, международный ISO/IEC 12207 и стандарт ITIL.
• . Системный анализ как инструмент разработки информационных систем
  Понятие жизненного цикла информационной системы. Системный подход и групповой метод проектирования информационных систем. Цели и качества информационной системы. Роль и задачи системного аналитика. Итоговая точка системного анализа. Аудит информационных систем.
• Модели жизненного цикла информационных систем
  Стандарты ISO IEC 12207 и модели жизненного цикла информационной системы. Каскадная модель, ее область применения и ее недостатки. Спиральная модель, ее область применения и ее недостатки. Эволюционная модель, ее область применения и ее недостатки
• Структурный подход к проектированию информационных систем
  Методологии, технологии и Case-средства проектирования информационных систем. 2 Структурный подход: SADT-диаграммы: модель технологической операции, маркировка и типы соединений блоков. Методология IDEFO как развитие методологии SADT: диаграмма А_О (контексная) и ее декомпозиция. Этапы разработки информационной системы. Модель реализации складской продукции. Методология DFD-потоков данных. CASE-средство BPwin.
• Методология объектно-ориентированного подхода к проектированию информационных систем
  Объектно-ориентированные приложения. Объекты и классы объектов. Диаграммы классов. Модель банкомата (ATM). Унифицированный ящик моделирования UML и диаграммы использования. Диаграмма использования «снять наличные» в банкомате CASE - средство RationalRose
• Структура и протоколы АСУТП
  АСУТП как сложная многоуровневая система управления. Нижний уровень системы автоматического управления - САУ. Следующий уровень - SCADA-системы. Назначение и функции SCADA-систем. Протокол SNMP как стандартный метод контроля в сети. Канальные протоколы Ethernet и TokenRing.
• Системы реального времени
  Понятие реального времени: примеры систем реального времени. Системы жесткого и мягкого реального времени. Операционные системы общего назначения и реального времени. Механизмы реального времени. Планирование периодических процессов: алгоритмы RMS и EDF. Диспетчеризация процессов. Закон Рамамурти.
• CALS-технологии современного проектирования сложных систем
  Причины появления CALS-технологий, примеры их применения. Стандарт CALS. STEP (ISO/IEC10303). PDM-системы как ядро CALS. Международный CALS конгресс - ICC. Методология IDEFO как стандарт CALS. Язык описаний EXPRESS и интерфейс SDAI. Виртуальные предприятия. Компоненты CALS: системы CAD/CAM, CAE, MRD/ERP, STEP/PDM. Структура стандарта STEP. Внедрение CALS-технологий на предприятиях. Модели “ASIS” и «TOBE». Отечественные и зарубежные PDM-системы. Единое информационное пространство предприятия и PLM-системы. Защита информации в CALS.

Элементы контроля

• Аудиторная работа
• Итоговая аттестация

Промежуточная аттестация

• Промежуточная аттестация (1 модуль)
  0.7 * Аудиторная работа + 0.3 * Итоговая аттестация

Список литературы

Рекомендуемая основная литература

• Радиоэлектронные системы автоматического управления : компьютеризированный курс, Каганов, В. И., 2009
• Сборник задач по теории автоматического управления. Линейные системы : учеб. пособие для вузов, Ким, Д. П., 2007
• Теория управления. Теория импульсных, дискретных и нелинейных САУ. : учеб. пособие, Туманов, М. П., 2005

Рекомендуемая дополнительная литература

• Теория автоматического управления. Линейные системы : учеб. пособие для вузов, Мирошник, И. В., 2005
• Теория автоматического управления. Нелинейные и оптимальные системы : учеб. пособие для вузов, Мирошник, И. В., 2006