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: 2022. november 5.

    Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
    Villamosmérnöki és Informatikai Kar     		Alapképzés (BSc), mérnökinformatikus szak
    Tantárgykód Szemeszter Követelmények Kredit Tantárgyfélév
    VIMIAD03   2/0/2/f 5  
    3. A tantárgyfelelős személy és tanszék Dr. Molnár Vince,
    A tantárgy tanszéki weboldala https://www.mit.bme.hu/oktatas/targyak/vimiad03
    4. A tantárgy előadója

    Dr. Molnár Vince, egyetemi adjunktus, MIT

    Dr. Micskei Zoltán, egyetemi docens, MIT
    5. A tantárgy az alábbi témakörök ismeretére épít

    A tárgy felvétele előtt a hallgatónak képesnek kell lennie

    • (K3) alkalmazni az UML modellezési nyelv különböző diagramjait szoftvermodellezési problémákra
    • (K2) elmagyarázni a tipikus szoftverfejlesztési lépéseket
    • (K1) felsorolni a verifikáció és validáció alapvető technológiáit
    6. Előtanulmányi rend
    Kötelező:
    ( (EgyenCsoportTagja("2014_tanterv_hallgatoi_info") VAGY
    EgyenCsoportTagja("Kreditpótlás_2023/24/2") VAGY
    EgyenCsoportTagja("2014_tanterv_hallgatoi_info_eng") )
    ÉS
    NEM TárgyTeljesítve_Képzésen("BMEVIMIAD03"))

    VAGY

    ((Szakirany("AMIN22-INFREND/ETT", _) VAGY
    Szakirany("AMIN22-INFREND/SZIT", _) VAGY
    Szakirany("AMIN22-INFREND/TMIT", _) VAGY

    Szakirany("AMIN22-INTHÁL/HIT", _) VAGY

    Szakirany("AMIN22-INTHÁL/HVT", _) VAGY

    Szakirany("AMIN22-INTHÁL/TMIT", _) VAGY
    Szakirany("AMIN22-SZOFTFEJL/AUT", _) VAGY

    Szakirany("AMIN22-SZOFTFEJL/IIT", _) VAGY
    Szakirany("AMINrendsztervAUT", _) VAGY
    Szakirany("AMINrendsztervIIT", _) VAGY
    Szakirany("AMINrendsztervMIT", _) VAGY

    Szakirany("AMIN22-SZOFTFEJL/MIT", _))


    ÉS

    (Training.Code=("5N-A8") VAGY Training.Code=("5NAA8")) )

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

    A kötelező előtanulmányi rend az adott szak honlapján és képzési programjában található.

    Ajánlott:

    -

    Kötelező:

     

    Szoftvertechnológia

    7. A tantárgy célkitűzése A tantárgy célkitűzése, hogy bemutassa a komplex informatikai rendszerek modern modellezési, tervezési módszertanait és eszközkészletét. Napjaink kritikus, beágyazott informatikai rendszereinek nagy részét szoftverek segítségével valósítjuk meg, amelyek tervezésekor azonban figyelembe kell venni a rendszer fizikai komponenseit és környezetét. Az ilyen komplex rendszerek tervezése tehát interdiszciplináris feladat, amelyben az informatikai aspektus a szoftverkomponenseken túl a tervezés támogatásában is megjelenik. A tantárgy az ehhez szükséges kompetenciákat alapozza meg a platformalapú rendszertervezési módszertan, a SysML modellezési nyelv, egy modern tervezőeszköz és számos analízis technika (szimuláció, szolgáltatásbiztonság és teljesítmény analízise, verifikáció és validáció) bemutatásán keresztül. A tantárgy által átadott ismereteket elterjedten használják többek között az autó-, vasút- vagy űriparban.
    8. A tantárgy részletes tematikája

    Hét

    Tematika

    1.

    (E) Kritikus, beágyazott rendszerek jellegzeteségei. Rendszertervezés alapok (V modell, platformalapú rendszertervezés), különbségek a szoftvertervezéshez képest, a SysML modellezési nyelv áttekintése
    (L) UML-ből ismert modellek átismétlése. Ismerkedés a tervezőeszközzel az UML modellek segítségével

    2.

    (E) Követelménykezelés alapjai, SysML Requirement diagram. Funkcionális és extrafunkcionális követelmények modellezése és analízise. Nyomonkövethetőség fogalma
    (L) Követelmények modellezése SysML-ben (tervezőeszközben)

    3.

    (E) Struktúramodellezés a rendszertervezésben, top-down és bottom-up tervezés, strukturális modellek a SysML-ben (BDD, IBD). Architektúra- és logikaikomponens-tervezés. Építkezés funkcionális blokkokból.
    (L) Interfész és adattípus tervezés, komponensek közötti kommunikációs útvonalak. Struktúramodellezés SysML-ben (tervezőeszközben)

    4.

    (E) Hibatűrés alapfogalmak: hiba, hibaok, hibajelenség, rendelkezésre állás vs. megbízhatóság, vonatkozó szabványok alapjai, a biztonságintegritási szint fogalma, redundancia fajtái, szerepe, tervezési minták kritikus rendszerekben
    (L) Megbízhatóság alapfogalmainak alkalmazása a tervezési mintákra. Megbízhatósági aspektusok modellezése tervezőeszközben

    5.

    (E) Szolgáltatásbiztonság kvalitatív és kvantitatív kiértékelése: kockázatanalízis, hibafa, hibamód és hatás analízis (FMEA), megbízhatósági analízis, egyszeres hibapont fogalma és kezelése
    (L) Hibafa és megbízhatósági analízisek. Automatizált megbízhatósági analízis tervezési eszközben

    6.

    (E) Folyamatalapú viselkedésmodellek: adatfolyammodellek és alkalmazási területeik, SysML aktivitás diagram
    (L) Modellezés aktivitás diagrammal. Aktivitás diagramok modellezése SysML-ben (tervezőeszközben)

    7.

    (E) Reaktív rendszerek: állapotgépek és alkalmazási területeik, SysML State Machine diagram
    (L) Modellezés állapotgépekkel. Állapotgépek modellezése SysML-ben (tervezőeszközben)

    8.

    (E) Komponensek közti kommunikáció, forgatókönyvek és alkalmazásaik, SysML szekvenciadiagram, a viselkedésmodellek közötti összefüggések
    (L) Modellezés szekvenciadiagramokkal. Szekvenciadiagramok modellezése SysML-ben (tervezőeszközben), különböző viselkedésmodellek összekapcsolása

    9.

    E) Viselkedésmodellek szemantikája, szimuláció. Szemantikus variációs pontok. Szimuláció fajtái és korlátai.
    (L) Viselkedésmodellek kiértékelése. Szimulációs eszközök használata

    10.

    (E) Teljesítménymodellezés alapfogalmai (átbocsátás és átbocsátóképesség, szűk keresztmetszet és kezelése)
    (L) Rendszerszintű teljesítményanalízis. Teljesítmény kiértékelése szimulációval, benchmarking

    11.

    (E) Platformalapú rendszertervezés: részletes tervezési lépések, platformmodellezés, allokáció, variánsok kezelése (product line engineering)
    (L) Platformmodellezés, variánskezelés. Allokáció és nyomonkövethetőség kivitelezése SysML-ben (tervezőeszközben)

    12.

    (E) Trade-off analízis, rendszerverifikáció és -validáció. Tesztelés különböző szinteken (SIL, HIL, PIL), modellalapú teszttervezés.
    (L) Modellalapú teszttervezési technikák. Tesztek modellezése SysML-ben (tervezőeszközben), szimulációalapú tesztelés

    13.

    (E) A SysMLv2 újdonságai a SysMLv1-hez képest (alapkoncepciók, struktúra- és viselkedésmodellezés)
    (L) Modellezési módszerek SysMLv2-ben. A SysMLv2 használata felhőalapú környezetben

    14.

    (E) A SysMLv2 újdonságai a SysMLv1-hez képest (követelmények, analízis és verifikáció esetek, előfordulások modellezése, szemantika)
    (L) SysMLv2 modellek végrehajtásainak értelmezése. A SysMLv2 használata Eclipse környezetben, szimuláció
    9. A tantárgy oktatásának módja (előadás, gyakorlat, laboratórium) Előadás és számítógépes laboratórium
    10. Követelmények A félév végi jegy megszerzésének feltételei:
    • 1 db zárthelyi dolgozat sikeres teljesítése,
    • a tárgy anyagához kapcsolódó csoportos otthoni feladat megfelelő színvonalú elkészítése.
    A félév végi jegy 30%-ban a zárthelyi, 70%-ban az otthoni feladat eredménye alapján számítódik.
    11. Pótlási lehetőségek

    Az otthoni feladat beadható késedelmesen az eredeti határidő utáni legfeljebb egy hétben.

    A zárthelyi a pótlási héten egyszeri alkalommal pótolható.
    12. Konzultációs lehetőségek Igény szerint az előadóval egyeztetve.
    13. Jegyzet, tankönyv, felhasználható irodalom
    • Előadásfóliák és segédletek a tantárgy weboldalán.
    • 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.
    • Kramer, A., Legeard, B.: Model-Based Testing Essentials. Wiley (2016)
    14. A tantárgy elvégzéséhez átlagosan szükséges tanulmányi munka
    Kontakt óra56
    Félévközi készülés órákra6+14
    Felkészülés zárthelyire20
    Házi feladat elkészítése40
    Kijelölt írásos tananyag elsajátítása14
    Vizsgafelkészülés0
    Összesen150
    15. A tantárgy tematikáját kidolgozta

    Dr. Molnár Vince, egyetemi adjunktus, MIT

    Dr. Micskei Zoltán, egyetemi docens, MIT
    IMSc tematika és módszer A tananyag mélyebb megértésére a házi feladathoz kapcsolódó extra részfeladatok megoldásával nyílik lehetőség. Ezek az extra részfeladatok segítenek jobban megérteni az előadáson kevésbé részletezett ismereteket, valamint elmélyedni egy kapcsolódó problémában.
    IMSc pontozás

    IMSc pontokat csak a jelest elért hallgatók szerezhetnek.

    A tárgyban összesen 25 IMSc pont szerezhető az házi feladat extra részfeladatának megoldásáért.

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