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

    Belépés
    címtáras azonosítással

    vissza a tantárgylistához   nyomtatható verzió    

    Informatikai rendszertervezés

    A tantárgy angol neve: IT System Design

    Adatlap utolsó módosítása: 2017. június 22.

    Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
    Villamosmérnöki és Informatikai Kar

    Mérnökinformatikus szak

    BSc képzés

    Rendszertervezés specializáció

    Tantárgykód Szemeszter Követelmények Kredit Tantárgyfélév
    VIMIAC01 5 2/1/0/v 4  
    3. A tantárgyfelelős személy és tanszék Dr. Varró Dániel, Méréstechnika és Információs Rendszerek Tanszék
    A tantárgy tanszéki weboldala http://www.mit.bme.hu/oktatas/targyak/VIMIAC01
    4. A tantárgy előadója
    Név: 
    Beosztás:
    Tanszék, Intézet:
    Dr. Varró Dánielegyetemi tanárMéréstechnika és Információs Rendszerek T.
    Dr. Majzik Istvánegyetemi docensMéréstechnika és Információs Rendszerek T.
    Dr. Micskei Zoltánegyetemi docensMéréstechnika és Információs Rendszerek T.
    Dr. Horváth ÁkosegyetemiadjunktusMéréstechnika és Információs Rendszerek T.
    Dr. Bergmann Gábortudományos munkatársMéréstechnika és Információs Rendszerek T.

     

    5. A tantárgy az alábbi témakörök ismeretére épít Rendszermodellezés, Szoftvertechnológia, Objektum-orientált programozás 
    6. Előtanulmányi rend
    Kötelező:
    (Szakirany("AMINrendsztervAUT", _) VAGY
    Szakirany("AMINrendsztervIIT", _) VAGY
    Szakirany("AMINrendsztervMIT", _) )

    VAGY Training.code=("5NAA8")

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

    A kötelező előtanulmányi rendek grafikus formában itt láthatók.

    Ajánlott:
    Rendszermodellezés
    7. A tantárgy célkitűzése

    A tárgy célkitűzése, hogy bemutassa a modell alapú rendszertervezés alapvető folyamatait és eszközeit. Ismerteti a specifikáció- és követelménymodellezés alapjait, a funkcionális és extrafunkcionális nézőpontokat integráló modellalkotást, a platform/infrastruktúra modellezést, a modellalapú telepítést, a verifikáció és validáció folyamatát és technikáit (pl. statikus analízis, tesztelés), valamint az automatikus modelltranszformációk és kódgenerátorok szerepét (teszt-, kód/kódkeret-, konfiguráció-, telepítési leíró, dokumentáció-, monitor-generálás). A tárgy alkalmazási példáit az üzleti rendszerek, illetve az intelligens komponensek integrációján alapuló beágyazott rendszerek területéről veszi.

    A tantárgy követelményeit eredményesen teljesítő hallgató képes lesz:

    1. felsorolni az informatikai rendszerek követelményeik, működési környezetük, struktúrájuk és viselkedésük, architektúrájuk valamint a futtatóplatformjaik modellezési feladatait,
    2. megfogalmazni az informatikai rendszerekkel szembeni követelményeket szabatos formában,
    3. használni a rendszertervezés legfontosabb szabványos rendszermodellező nyelveinek eszközkészletét,
    4. alkalmazni a rendszertesztelés során a specifikáció-alapú teszttervezési technikákat.
    8. A tantárgy részletes tematikája

    1-2. hét: Rendszertervezési alapok és követelménymodellezés

    A modellalapú tervezés alapfogalmai (fejlesztési folyamatok, követelmény nyelvek, modellek, platformok, verifikáció és validáció), rendszerfejlesztési folyamatok (V modell vs. agilis módszerek), szolgáltatásbiztonság fogalma. A SysML nyelv.

    Funkcionális és extrafunkcionális követelmények modellezése és analízise. Nyomonkövethetőség fogalma.

    3-4. hét: Strukturális modellek

    Strukturális modellek: architektúra ill. logikai komponens tervezés. Építkezés funkcionális blokkokból. Interfész és adattípus tervezés, komponensek közötti kommunikációs útvonalak, kódgenerátorok strukturális modellekhez 

    Logikai és fizikai adatok modellezése: Jólformáltsági kényszerek. Profilok. Fizikai paraméterek modellezése (Modelica)

    5-6. hét: Szolgáltatásbiztonság és hibatűrés

    Hibatűrés alapfogalmak: hiba, hibaok, hibajelenség, rendelkezésre állás vs. megbízhatóság redundancia fajtái szerepe, tervezési minták.

    Szolgáltatásbiztonság kiértékelése: kockázat analízis, hibafa, hibamód és hatás analízis (FMEA), megbízhatósági analízis.

    7-8. hét: Viselkedési modellek

    Viselkedési modellek: adatfolyammodellek (aktivitás diagram), forgatókönyvek (interakció diagram), viselkedési modellek szemantikája.

    Reaktív rendszerek: komponensek állapot alapú viselkedésmodellje; kódgenerátor viselkedési modellekhez

    9-10. hét: Platform modellezés és telepítés

    Platform és infrastruktúra modellek: Komponens integrációs technológiák, partícionált alkalmazások, infrastruktúra modellek, elosztott architektúrák. Modern platformok (kitekintés): AUTOSAR, MARTE, Cloud

    Modellvezérelt telepítés: extrafunkcionális követelmények kielégítése (teljesítmény, átbocsátóképesség, kapacitásbecslés és erőforrás-allokálás, időbeliség: WCET, ütemezhetőség rendelkezésre állás, memória, optimalizálás,), robosztus partícionálás, konfigurációs leírók automatikus generálása

    11-12. hét: Rendszerverifikáció és validáció

    V&V áttekintés: tipikus V&V feladatok áttekintése és helye fejlesztési folyamatban. Követelmény-alapú tesztek definiálása. Specifikáció-alapú teszttervezési technikák.

    Modellalapú teszttervezés (integrációs, funkcionális, extra-funkcionális): modellalapú tesztelés és tesztgenerálás. Tesztelési célok, architektúra és tesztesetek specifikálása. UML2 Testing Profile.

    13. hét: Automatizálási technikák

    Modelltranszformáció és kódgenerátorok: feladata és csoportosítása, főbb megközelítések, gráf alapú technikák, sablon alapú kódgenerátorok (pl. Acceleo / Xtend).

    14. hét: Esettanulmányok

    Ipari alkalmazások: Modellvezérelt tervezés kritikus beágyazott rendszerekben (pl. autóipar/ repülőgépipar, kiberfizikai rendszerek). Szolgáltatásbiztos üzleti rendszerek tervezés és telepítése.

    A gyakorlati órák tartalma:

    A hallgatók az alábbi témákból végeznek el (számítógépes vagy tantermi) gyakorlatot egy komplex rendszer tervezése kapcsán:

    • Követelményanalízis: követelmények rögzítése és nyomonkövethetősége.
    • Rendszermodellezés: strukturális modellek.
    • Szolgáltatásbiztonság analízise
    • Viselkedési modellek
    • Platform modell és allokáció
    • Modellalapú rendszertesztelés.
    • Kódgenerátorok, modelltranszformációk.

    Emellett a gyakorlati órákon biztosítunk lehetőséget házi feladat konzultációra.

    9. A tantárgy oktatásának módja (előadás, gyakorlat, laboratórium) 14*2 óra előadás és 7*2 óra kiscsoportos gyakorlati foglalkozás a félévben egyenletesen elosztva.
    10. Követelmények
    • A szorgalmi időszakban: a hallgatóknak 3-4 fős csapatokban egy összetett rendszertervezési feladatot (modellezés+implementáció) kell elkészíteni házi feladatként, melynek 6 részfeladata külön kerül beadásra és értékelésre.
      • Minden részfeladatból legalább 40%-ot el kell érni.
      • Az aláírás feltétele a házi feladat legalább elégséges elkészítése.
      • Opcionálisan a tárgy előadói által felkínált további házi feladat elkészítése is vállalható.
    • A vizsgaidőszakban: írásbeli vizsga.
    • A vizsgajegy az írásbeli vizsga (50%), a házi feladat (50%) és az esetlegesen elvégzett opcionális feladatok súlyozásából áll elő.
    11. Pótlási lehetőségek

    A rész házi feladatok pótlására (<40% vagy nem is lett beadva) a javítástól számított egy hét áll rendelkezésre. Az összes részfeladat pótolható.

    12. Konzultációs lehetőségek

    A féléves házi feladattal kapcsolatban a félév során konzultációs lehetőséget biztosítunk. Ezen felül a gyakorlatok során lehetőség lesz a tárggyal kapcsolatos kérdések megválaszolására.

    13. Jegyzet, tankönyv, felhasználható irodalom

    A tárgy honlapján elérhető segédanyagok. A kitett anyagok az annotált előadás fóliákon kívül tartalmaznak a legfontosabb részekre szöveges és esetenként eszközhasználathoz kapcsolódóan videó alapú eszközkezelési útmutatókat.

    Ajánlott irodalom:

    M. Brambilla, J. Cabot, M. Wimmer: Model driven software engineering in practice. Morgan & Claypool, 2012.

    Sebastien Gerard; Jean-Philippe Babau; Joel Champeau (eds): Model Driven Engineering for Distributed Real-Time Embedded Systems. Wiley, 2005.

    Tim Weilkiens: Systems Engineering with SysML/UML: Modeling, Analysis, Design. Morgan Kaufmann, 2008.

    Sanford Friedenthal, Alan Moore, and Rick Steiner: A Practical Guide to SysML: The Systems Modeling Language , Second Edition,   Morgan Kaufmann, 2011.

    Kapcsolódó OMG szabványok: SysML, UML MARTE profile

    14. A tantárgy elvégzéséhez átlagosan szükséges tanulmányi munka
    Kontakt óra42
    Félévközi készülés előadásra7
    Félévközi készülés gyakorlatra
    7
    Házi feladat elkészítése32
    Vizsgafelkészülés32
    Összesen120
    15. A tantárgy tematikáját kidolgozta

    Név:

    Beosztás:

    Tanszék, Intézet:

    Dr. Varró Dániel

    Egyetemi tanár

    MIT

    Dr. Pataricza András

    Egyetemi tanár

    MIT

    Dr. Majzik István

    Egyetemi docens

    MIT

    Dr. Micskei Zoltán

    Egyetemi adjunktus

    MIT

    Dr. Horváth Ákos

    Tudományos mts.

    MIT

    Dr. Ráth István

    Tudományos mts.

    MIT

    Dr. Bergmann Gábor

    Tudományos mts.

    MIT

      


    IMSc tematika és módszer

    A tananyag mélyebb megértésére a házi feladat egyes részfázisaihoz kapcsolódó extra részfeladatok megoldásával nyílik lehetőség. Ezek az extra részfeladatok segítenek jobban megérteni az előadáson kevésbé részletezett ismereteket is.

    Ezen kívül lehetőség van egy olyan opcionális rész házi feladat elvégzésére is, ami olyan anyagrészhez kapcsolódóik, amit a normál házi feladatok nem fednek le.

    IMSc pontozás

    IMSc pontok a következő módon szerezhetők:

    • Extra feladatok a normál házi feladat egyes részfázisaihoz (maximum 2 pont fázisonként, 2 x 6 = 12 pont)
    • Opcionális házi feladat (maximum 8 pont)

    Az IMSc pontok megszerzése a programban nem résztvevő hallgatók számára is biztosított.