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: Systems Engineering

    Adatlap utolsó módosítása: 2015. március 3.

    Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
    Villamosmérnöki és Informatikai Kar

    Műszaki informatika BSc
    Rendszertervezés szakirány 

    Tantárgykód Szemeszter Követelmények Kredit Tantárgyfélév
    VIMIAC01 5 3/1/0/v 4  
    3. A tantárgyfelelős személy és tanszék Dr. Varró Dániel, Méréstechnika és Információs Rendszerek Tanszék
    4. A tantárgy előadója

    Név:

    Beosztás:

    Tanszék, Intézet:

    Dr. Varró Dániel

    Egyetemi tanár

    Méréstechnika és Információs Rendszerek Tsz.

    Dr. Majzik István

    Egyetemi docens

    Méréstechnika és Információs Rendszerek Tsz.

    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 hallgatók:

    1.képesek az informatikai rendszerekkel szembeni követelmények szabatos megfogalmazására, működési környezetük, struktúrájuk és viselkedésük, architektúrájuk valamint a futtatóplatformjaik modellezésére,

    2.megismerik a rendszertervezés során használt legfontosabb szabványos rendszermodellező nyelvek eszközkészletét és használatát,

    3.megismerik a rendszertervezés során használt verifikációs és validációs technikákat (tesztelés, statikus analízis stb.),

    4.képesek lesznek komplex informatikai alkalmazások automatikus kódgenerálással történő modell alapú fejlesztésére.

    8. A tantárgy részletes tematikája

    1-2. hét: Rendszertervezési alapok és követelménymodellezés

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

    Funkcionális és extrafunkcionális követelmények modellezése és analízise. Nyomonkövethetőség fogalma.

    3-4. hét: Strukturális és Viselkedési modellek,

    Strukturális modellek: architektúra ill. komponens tervezés, jólformáltsági kényszerek, interfész és adattípus tervezés, komponensek közötti kommunikációs útvonalak, kódgenerátorok strukturális modellekhez  

    Viselkedési modellek: komponensek állapot alapú viselkedésmodellje, adatfolyammodellek, forgatókönyvek; kódgenerátor viselkedési modellekhez.

    5-6. hét: Platform és infrastruktúra modellezés

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

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

    7-8. hét: Extrafunkcionális analízis és optimalizálás, Modellvezérelt telepítés

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

    9-10. hét: Rendszerverifikáció és validáció

    Kritikus komponensek tesztelése: egységtesztelés (JUnit), statikus kódanalízis (FindBugs, PolySpace), izoláció (stub, mock), tesztfedettség (MC/DC).

    Modell alapú teszttervezés (integrációs, funkcionális, extra-funkcionális): statikus konzisztencia vizsgálat (teljesség, ellentmondásmentes, determinisztikuság), állapotgép alapú tesztgenerálási és verifikációs módszerek.

    11-12. hét: modelltranszformációk, kódgenerátorok

    Modelltranszformáció: feladata és csoportosítása, főbb megközelítések, gráf alapú technikák.

    Kódgenerátorok: osztályozása, sablon alapú kódgenerátorok (pl. Acceleo / Xtend).

    13-14. hét: Esettanulmányok

    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 és dinamikus modellek.

    ·         Platform és infrastruktúra modellek

    ·         Modellvezérelt telepítés

    ·         Modellalapú rendszertesztelés.

    ·         Kódgenerátorok, modelltranszformációk.

    Emellett a gyakorlati órákon biztosítunk lehetőséget házi feladat konzultációra.

    9. A tantárgy oktatásának módja (előadás, gyakorlat, laboratórium) 21*2 óra előadás és 7*2 óra kiscsoportos gyakorlati foglalkozás a félévben egyenletesen elosztva.
    10. Követelmények

    ·      A szorgalmi időszakban: a hallgatóknak egy összetett rendszertervezési feladatot (modellezés+implementáció) kell elkészíteni házi feladatként, melynek részfeladatai külön kerülnek beadásra és értékelésre.

    ·      A vizsgaidőszakban: írásbeli vizsga.

    ·      Az aláírás feltétele a házi feladat legalább elégséges elkészítése.

    ·      Opcionálisan a tárgy előadói által felkínált további házi feladat elkészítése is vállalható.

    ·      A vizsgajegy az írásbeli vizsga, a házi feladat és az esetlegesen elvégzett opcionális feladatok súlyozásából áll elő.

    11. Pótlási lehetőségek

    A házi feladat pótlására a pótlási héten van lehetőség – melynek keretében legfeljebb 2 elmaradt részfeladat pótolható. A pótlások különeljárási díj ellenében lehetségesek.

    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.

    A félév során elektronikus segédanyagokat fogunk kidolgozni.

    Ajánlott irodalom: 

    ·         M. Brambilla, J. Cabot, M. Wimmer: Model driven software engineering in practice.

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

    ·         J. Hudak, P. Feiler: Developing AADL Models for Control Systems: A Practitioner’s Guide (Technical report)

     Kapcsolódó OMG szabványok: SysML, UML MARTE profile

    14. A tantárgy elvégzéséhez átlagosan szükséges tanulmányi munka
    Kontakt óra56
    Félévközi készülés órákra10
    Felkészülés zárthelyire0
    Házi feladat elkészítése60
    Kijelölt írásos tananyag elsajátítása0
    Vizsgafelkészülés24
    Összesen150
    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