Budapest University of Technology and Economics, Faculty of Electrical Engineering and Informatics

    Belépés
    címtáras azonosítással

    vissza a tantárgylistához   nyomtatható verzió    

    Rendszermodellezés

    A tantárgy angol neve: System Modeling

    Adatlap utolsó módosítása: 2009. február 5.

    Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
    Villamosmérnöki és Informatikai Kar
    Mérnök informatikus Szak
    BSc képzés
    Tantárgykód Szemeszter Követelmények Kredit Tantárgyfélév
    VIMIA401 7 3/1/0/v 5  
    3. A tantárgyfelelős személy és tanszék Dr. Pataricza András, Méréstechnika és Információs Rendszerek Tanszék
    A tantárgy tanszéki weboldala http://www.mit.bme.hu/oktatas/targyak/vimia401/
    4. A tantárgy előadója

    Név:

    Beosztás:

    Tanszék, Int.:

    dr. Pataricza András
    egyetemi docens
    MIT
    5. A tantárgy az alábbi témakörök ismeretére épít Operációs rendszerek, Hálózatok, Számítógéparchitektúrák
    6. Előtanulmányi rend
    Kötelező:
    NEM (TárgyTeljesítve("BMEVITMA404") ) ÉS

    ((TárgyEredmény( ahol a TárgyKód = "BMEVISZA208", ahol a Típus = "JEGY", ahol a Ciklus = tetszőleges, ahol a KépzésKód = tetszőleges) >= 2
    VAGY
    TárgyEredmény( ahol a TárgyKód = "BMEVIMA2203", ahol a Típus = "JEGY", ahol a Ciklus = tetszőleges, ahol a KépzésKód = tetszőleges) >= 2)

    ÉS

    ( Aláírás( ahol a TárgyKód = "BMEVIIIA217", ahol a Ciklus = tetszőleges)
    VAGY
    Aláírás( ahol a TárgyKód = "BMEVIFO2228", ahol a Ciklus = tetszőleges)))

    VAGY

    (((TárgyEredmény( "BMEVIMA2230" , "jegy" , _ ) >= 2
    VAGY
    TárgyEredmény( "BMEVIMA2229" , "jegy" , _ ) >= 2
    VAGY
    TárgyEredmény( "BMETE911708" , "jegy" , _ ) >= 2
    VAGY
    TárgyEredmény( "BMEVIDH0930" , "jegy" , _ ) >= 2
    VAGY
    TárgyEredmény( "BMEVIDH2207" , "jegy" , _ ) >= 2
    VAGY
    TárgyEredmény( "BMEVIMA2607" , "jegy" , _ ) >= 2

    VAGY
    (TárgyEredmény( "BMETE911708" , "jegy" , _ ) >= 2
    VAGY
    TárgyEredmény( "BMEVIMAF509" , "jegy" , _ ) >= 2)

    ÉS
    (TárgyEredmény( "BMEVIMAF509" , "felvétel" , _ ) >0)
    VAGY
    TárgyEredmény( "BMEVIMA2207" , "felvétel" , _ ) >0
    VAGY
    TárgyEredmény( "BMEVIMA2607" , "felvétel" , _ ) >0))

    ÉS
    KépzésLétezik("5N-08") )

    A fenti forma a Neptun sajátja, ezen technikai okokból nem változtattunk.

    A kötelező előtanulmányi rendek grafikus formában itt láthatók.

    Ajánlott:
    Operációs rendszerek, Hálózatok, Számítógéparchitektúrák
    7. A tantárgy célkitűzése

    A tantárgy az informatikai rendszerek tervezési folyamatának legmagasabb szintjét, az együttes hardver-szoftver architektúra tervezést és –méretezést tárgyalja modellalapú megközelítésben.

    Megismerik a helyességbizonyítás, teljesítményanalízis és szolgáltatásbiztonság alapfogalmait és megjelenésüket a modellezésben. A korábbi hardver és szoftvertechnológiai ismeretekre alapozva és azokat kiegészítve a modellezéshez kapcsolódó gyakorlati méretezési és méréstechnikai feladatokban jártasságot szereznek.

    A tárgy azokra az általános modellekre fókuszál, amelyek több alkalmazási területen (általános adatfeldolgozó, interaktív üzleti, Web alapú, beágyazott rendszerek) is hasznosak, de a könnyebb érthetőség kedvéért példaanyagát súlypontilag az interaktív Web alapú alkalmazások területéről veszi.

    A tantárgy követelményeit eredményesen teljesítő hallgatók:

    1. megismerik a modellalapú architektúra tervezés alapjait,
    2. képesek az informatikai rendszerekkel szembeni követelmények és specifikációjuk szabatos megfogalmazására, működési környezetük és architektúrájuk modellezésére, ismerik a vonatkozó főbb szabványokat,
    3. jártasságot szereznek a diszkrét rendszerek szimuláció alapú helyességbizonyításában és méretezési eljárásaiban,
    4. képesek a már működő rendszerek szűk keresztmetszeteinek feltárására, az azok megszüntetésére szolgáló megoldási alternatívák összehasonlító elemzésére.
    5. megismerik a számítógéprendszerek gyakorlati méréstechnikájának azon elemeit, melyekkel a modellek paraméterezésének alapjául szolgálhatnak.
    8. A tantárgy részletes tematikája 1. Modellezési alapok (6 óra elmélet/előadás + 2 óra eszközbemutató)
    Célkitűzés: az alapvető fogalomkészlet és technológiai kontextus megadása
    Alapfogalmak: Fogalomkészlet (erőforrás, tevékenység, esemény). Matematika alapok (adatfolyam hálók, scenárió leírók. Bonyolultságkezelés (Hierarchikus modellezés, absztrakció). Nyílt és zárthurkú modellek. Eseményorientált szimulációs motorok. Megjelenítés eszközei (szöveges, grafikus). Példa: e-Business alapok és modellek (IBM WS Business Modeller).
    Modellezési nyelvek. Általános célú nyelvek. UML (példa: UML aktivitási diagram, General Resource Model, AADL). Alkalmazási terület specifikus nyelvek. Üzleti (Példa: ARIS és BPMN összehasonlító áttekintése). Kapcsolat az implementációval (Példa: BPEL). Web alapú rendszerek (Példa: WS-CDL és web szolgáltatások). Beágyazott rendszerek ( Példa: SysML fogalomkészlet áttekintése).
    2. Minőségi analízis (9 óra elmélet/előadás + 3 óra eszközbemutató)
    Célkitűzés: a rendszer modellalapú logikai helyességének és specifikációja teljességének vizsgálata, a szolgáltatásbiztonság alapfogalmainak bevezetése, a modellező eszköz bemutatása.
    Helyességellenőrzés. Alapok. Kritériumok megfogalmazása (temporális logika - leíró jelleggel, minőségbiztosítási szabványok és modellezés). Példa: IEC65xxx.
    Környezet modellezése. Felhasználói viselkedés gráf (CBMG) és származtatása az UML alapú korai tervekből.
    Célkitűzések. logikai helyesség. Alapvető vizsgálatok. Kivételkezelés (teljesség kritériumai, modellezési eszközök). Szolgáltatásbiztonság. Aspektusok. Autorizációs sémák (Példa: Bell-laPadula). Robosztusság. Kvalitatív hibamodellezés. FMEA
    Eszközök. Szimulációs vizsgálatok. Kritériumnyelvek (IEEE-Std PSL Property Specification Language). Instrumentáció (orákulumok. Példák: IBM FoCS, SCADE). A célkitűzések megfogalmazása általános célú eszközben (Példa: IBM WS Business Modeller). Modellfedési kritériumok (példa: SCADE Model Test Coverage). Kimerítő szimuláció. Modell ellenőrzés (model checking). Példa: SAL
    3. Mennyiségi analízis: teljesítménybecslés (19 óra elmélet/előadás + 5 óra eszközbemutató, számítógépes gyakorlat)
    Célkitűzés: azon informatikai módszerek bemutatása, amelyekkel az informatikai rendszer egyes komponenseinek teljesítményjellemzői megszerezhetőek és a rendszer modelljébe beépülve szimuláció segítségével annak teljesítményét illetve szűk keresztmetszeteit meghatározhatóvá teszik.
    Alapok. Jellemzők. Időhelyesség: WCET (time-out). Átbocsátóképesség: veszteségidő, várakozó sor hossza. Erőforrás kihasználtság. Mért és származtatott jellemzők: Példa:teljesítménymérés és üzleti metrikák.
    Kísérlettervezés. Statisztikai alapok: kísérletszám becslése, adaptív kísérlet végrehajtás, szimulációs mérések értékelése, az eredmények hibájának becslése. Sokparaméteres megjelenítés eszközei.
    Szimuláció végrehajtás. Maximális átbocsátóképesség meghatározása. Szűk keresztmetszet keresése. Érzékenységvizsgálatok: paraméterezés hibái, környezeti változások hatása. Esettanulmány.
    Kapacitástervezési metodika. Konfigurációparaméterek becslése: alkalmazások monitorozása web alapú környezetben, on-line és log analízis. Benchmarkok: elemi (SPECxxx, grafika); kompozit (TPC). Virtualizált megoldások jellemzése. Terhelésmodellek: hozzáférési naplók használata; Zipf törvény, teszt mérések. What-if analízis: konstrukció javítása (Példák: upgrade, skálázás, többrétegű architektúra), terhelésugrás (Példa: DoS támadás).
    4. Mennyiségi analízis: szolgáltatásbiztonság (3 óra elmélet/előadás + 1 óra eszközbemutató)
    Célkitűzés: annak bemutatása, hogy a teljesítménymodellezés eszköztára adaptálható szolgáltatásbiztonsági célokra is.
    Megbízhatóság becslése szimulációval. A ritka esemény probléma. Feltételes jellemzők származtatása szimulációval, az eredmény integrálása globális jellemzőkbe.
    Modellparaméterezés: felhasználói hibametrikák, alkalmazások hibarátájának becslése: Raleigh-eloszláson alapuló közelítések, hibanapló analízis. Erőforráshibák leírása.
    Számítandó jellemzők és meghatározásuk módja: rendelkezésre állás, teljesítőképesség, megbízhatóság.

    5. Összefoglaló esettanulmány (2 óra elmélet/előadás + 2 óra számítógépes méretezési gyakorlat)
    Célkitűzés: a teljes elemzési folyamat bemutatása szintézis jelleggel.
    Elektronikus üzleti infrastruktúra vizsgálata és méretezése. Költségbecslés. Megoldási alternatívák összehasonlítása.
    9. A tantárgy oktatásának módja (előadás, gyakorlat, laboratórium) Előadás + előadótermi gyakorlat (13 tényleges oktatási hét: 39 előadási + 26 előadótermi gyakorlati óra).
    10. Követelmények

    a. A szorgalmi időszakban:

    A félévvégi aláírás feltétele egy zárthelyi, továbbá egy, a tárgy anyagát felölelő konstruktív féléves házifeladat előírt színvonalú elkészítése és legalább elégséges szintű teljesítése.
    b. A vizsgaidőszakban:
    A hallgatók a tárgyból írásbeli vizsgát tesznek. A jegyhatáron lévő hallgatók számára opcionális szóbeli lehetőséget biztosítunk. Az érintett hallgatók névsorát az írásbeli eredmények kihirdetésekor tesszük közzé. A vizsgajegyben a zárthelyire és a házi feladatra kapott jegyek átlagát 10%-os súllyal figyelembe vesszük.

    c. Elővizsga: nincs.

     

    11. Pótlási lehetőségek

    A nagyzárthelyi a szorgalmi időszakban egy alkalommal, a pótlási héten még egy alkalommal - különeljárási díj ellenében - pótolható.

    A házi feladatok határidőn túl csak különeljárási díj ellenében adhatóak be, a pótlási hét végéig.

    12. Konzultációs lehetőségek A féléves házifeladattal kapcsolatban a félév során két konzultációs lehetőséget biztosítunk. Ezen felül a gyakorlatok során nyílik lehetőség a tárgyal kapcsolatos kérdések megválaszolására.
    13. Jegyzet, tankönyv, felhasználható irodalom

    [1] D. A. Menasce: Capacity Planning for Web Services: metrics, models, and methods, Prentice Hall, 2002.

    [2] A. Pataricza, A. Balogh, L. Gönczy: Verification and validation non-functional aspects in enterprise modeling, in Peter Rittgen (Szerk.:): Enterprise Modeling and Computing with UML. Idea Group, 2006.

    [3] B. Braswell, M. Siegel, L. G. Wu: High Available Architectures and Capacity Planning…, IBM Redbook SG24-7184-01, ISBN- 0738489751, 2006.

    [4] Pataricza A.: Rendszermodellezés Wiki (kialakítás alatt).

    [5] Vonatkozó szabványok.

    14. A tantárgy elvégzéséhez átlagosan szükséges tanulmányi munka
    Kontakt óra56
    Félévközi készülés órákra14
    Felkészülés zárthelyire20
    Házi feladat elkészítése32
    Kijelölt írásos tananyag elsajátítása-
    Vizsgafelkészülés28
    Összesen150
    15. A tantárgy tematikáját kidolgozta

    Név:

    Beosztás:

    Tanszék, Int.:

    dr. Pataricza András

    egyetemi docens

    MIT

    dr. Majzik István

    egyetemi docens

    MIT

    Balogh András

    doktorandusz

    MIT

    dr. Bartha Tamás

    egyetemi adjunktus

    MIT

    Gönczy László

    ügyvivő szakértő

    MIT

    dr. Varró Dániel

    egyetemi adjunktus

    MIT