Szoftvertechnológia

A tantárgy angol neve: Software Technology for Embedded Systems

Adatlap utolsó módosítása: 2009. november 2.

Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
Villamosmérnöki és Informatikai Kar

Villamosmérnöki szak, MSc képzés

Beágyazott információs rendszerek szakirány

Tantárgykód Szemeszter Követelmények Kredit Tantárgyfélév
VIMIM150 1 2/1/0/v 4  
3. A tantárgyfelelős személy és tanszék Dr. Kovácsházy Tamás,
A tantárgy tanszéki weboldala http://www.mit.bme.hu/oktatas/targyak/vimim150/
4. A tantárgy előadója

dr. Kovácsházy Tamás, egyetemi docens

Méréstechnika és Információs Rendszerek Tanszék

5. A tantárgy az alábbi témakörök ismeretére épít A tárgy épít az alábbi BSc témakörök ismeretére:

 

· Informatika 1, (VIIIA202), operációs rendszerek témakör

 

· A programozás alapjai I. (VIHIA106), C programozás alapjai

 

· A programozás alapjai 2, VIAUA116, objektum-orientált programozás témakör

 

6. Előtanulmányi rend
Kötelező:
NEM ( TárgyEredmény( "BMEVIMIMA09" , "jegy" , _ ) >= 2
VAGY
TárgyEredmény("BMEVIMIMA09", "FELVETEL", AktualisFelev()) > 0)

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

A kötelező előtanulmányi rendek grafikus formában itt láthatók.

7. A tantárgy célkitűzése A tantárgy a beágyazott szoftverek fejlesztése során alkalmazandó modern technológiák ismertetésével foglalkozik. A tárgy épít az alapvető általános szoftveres ismeretek, mint például C programozás, operációs rendszerek, objektum-orientált programozás, meglétére. Ezen ismeretek kibővítését célozza meg a beágyazott rendszerek szoftvereinek elkészítéséhez szükséges speciális ismeretekkel, valamint felkészít a tudatos szoftver fejlesztésre. Ennek megfelelően a tárgy részletesen bemutatja a szoftverrendszerek bonyolultságának okait és következményeit, mint a szoftverfejlesztési folyamat alapproblémáit. Ezen után ismerteti azokat a módszereket és technológiákat, amelyek lehetővé teszik, hogy a nehézségek ellenére jó minőségű beágyazott szoftverek készülhessenek. Az ismertetett technológiák lefedik a beágyazott rendszerekben alkalmazott modern technológiákat, mint például tervezési minták, párhuzamos, esemény- és idővezérelt programozás, szoftver architektúrák, objektum-orientált szoftver fejlesztés, modell alapú szoftver fejlesztés, beágyazott adatbázisok, deklaratív rendszerek, 4GL fejlesztőeszközök.

 

A tantárgy követelményeit eredményesen teljesítő hallgatóktól elvárható, hogy:

 

(1) tisztában legyenek a szoftverrendszerek bonyolultágának okaival és következményeivel,

 

(2) ismerjék a főbb programozási paradigmákat, azoknak a fejlődését és tipikus alkalmazási környezetét,

 

(3) ismerjék a beágyazott rendszerek jellegzetes szoftver architektúráit, azok alkalmazási feltételeit és következményeit,

 

(4) ismerjék a párhuzamos, esemény- és idővezérelt programozás alapfogalmait, eszközeit, és alkalmazni tudják azokat beágyazott rendszerekben,

 

(5) ismerjék a modell alapú szoftver fejlesztési folyamatot, az UML és SysML nyelvet, és ezen technológiák alkalmazási lehetőségeit a beágyazott rendszerek területén,

 

(6) alkalmazói szinten ismerjék a beágyazott rendszerekben az adatbázis kezelési technológiákat,

 

(7) tisztában legyenek a deklaratív rendszerek alapelveivel, azok jellegzetes architekturális felépítésével,

 

(8) ismerjék a 4GL fejlesztőrendszerek jellegzetességeit, az abban fejlesztett alkalmazások tipikus architektúráját, és jellegzetes komponenseit.

 

8. A tantárgy részletes tematikája 1. A szoftverrendszerek bonyolultsága (1 óra elmélet/előadás):

 

Célkitűzés: A szoftverrendszerek bonyolultsága okainak és következményeinek bemutatása.

 

A szoftverrendszerek bonyolultságának okai, és a szoftverfejlesztési folyamat nehézségei. A bonyolultság kezelésének eszközei.

 

2. Programozási paradigmák (2 óra elmélet/előadás):

 

Célkitűzés: A procedurális és deklaratív programozás különbségeinek bemutatása.

 

A szoftver technológia és programozási nyelvek fejlődése, procedurális és deklaratív programozás összevetése.

 

3. A beágyazott rendszerek szoftver architektúrái (3 óra elmélet/előadás):

 

Célkitűzés: A beágyazott rendszerek jellegzetes szoftver architektúráinak, azok alkalmazási feltételeinek és következményeinek megismerése.

 

A jellegzetes szoftver architektúrák bemutatása és elemzése. Beágyazott operációs rendszer alkalmazási kérdései, annak előnyei és hátrányai. Alacsonyszintű, procedurális és objektumorientált szoftverfejlesztés beágyazott rendszerekben.

 

4. Párhuzamos, esemény- és idővezérelt programozás (8 óra elmélet/előadás + 4 óra gyakorlat):

 

Célkitűzés: A párhuzamos esemény- és idővezérelt programozás bemutatása.

 

A párhuzamos esemény- és idővezérelt programozás alapötletének bemutatása, alapfogalmak ismertetése. Konkurens és valós idejű ütemezők, idővezérelt architektúra. Folyamat és szál, a folyamatok leírásának eszközei. Erőforrások kezelése, közös erőforrások. Kölcsönös kizárás, szinkronizáció, kommunikáció megoldása konkurens rendszerekben. Függvények újrahívhatósága, blokkoló és nem blokkoló (aszinkron) függvényhívás. Beágyazott szoftver architektúrák bemutatása tervezési mintákon keresztül.

 

5. Modell alapú szoftver fejlesztés (8 óra elmélet/előadás + 4 óra gyakorlat):

 

Célkitűzés: A modell alapú szoftver fejlesztés alapjainak bemutatása.

 

A modell szerepe a szoftverfejlesztési folyamatban, a modell alapú megközelítés, az alapfogalmak bemutatása. Az UML nyelv, azon belül az osztály diagram, állapottérkép, szekvencia diagram részletes ismertetése a beágyazott rendszerek nézőpontjából. Az UML nyelv helye a beágyazott fejlesztési folyamatban. UML profile-ok, követelmény leírás, erőforrás modellezés. Domén-specifikus nyelvek ismertetése példákkal. A modellvezérelt architektúra (MDA). Kódgenerálás modellből, az állapottérkép alapú kódgenerálás megvalósítási mintái. A SysML nyelv és szerepe a beágyazott rendszerek fejlesztése során.

 

6. Adatbázis kezelés és beágyazott rendszerek viszonya (2 óra elmélet/előadás):

 

Célkitűzés: A relációs és objektum alapú adatbázis kezelés bemutatása beágyazott rendszerekben

 

A relációs és objektum alapú adatbázis kezelés lehetőségeinek bemutatása beágyazott rendszerekben.

 

7. Deklaratív rendszerek (1 óra elmélet/előadás):

 

Célkitűzés: A deklaratív rendszerek bemutatása.

 

A deklaratív rendszerek alapelvei, rendszerarchitektúrájuk. Produkciós rendszerek, keresési stratégiák.

 

8. 4GL fejlesztőrendszerek (2 óra elmélet/előadás + 1 óra gyakorlat):

 

Célkitűzés: A 4GL fejlesztőrendszerek bemutatása.

 

A 4GL fejlesztőrendszerek jellegzetességei, az azokban fejlesztett alkalmazások tipikus architektúrája, a jellegzetes komponensek bemutatása. A modell alapú szoftver fejlesztés és a 4GL koncepció kapcsolata. NI Labview mint 4GL fejlesztőrendszer példa.

 

9. A tantárgy oktatásának módja (előadás, gyakorlat, laboratórium) Előadás és gyakorlat.
10. Követelmények

A házi feladat elfogadható szintű teljesítése szükséges az aláíráshoz és a vizsgára bocsájthatósághoz.

A házi feladat egy objektumorientált, párhuzamos, eseményvezérelt programozási feladat JAVA vagy JAVA beágyazott környezetben (pl. mobiltelefon).

Vizsgaidőszakban: szóbeli vizsga

11. Pótlási lehetőségek A házi feladatok a pótlási időszakban pótolhatók. A házi feladatok zárthelyivel nem helyettesíthetőek.
12. Konzultációs lehetőségek Igény szerint, megbeszélés alapján.
13. Jegyzet, tankönyv, felhasználható irodalom [1] David E. Simon , An Embedded Software Primer, Addison-Wesley, 1999.

 

[2] Bruce Powel Douglass, Real Time UML: Advances in the UML for Real-Time Systems (3rd Edition), Addison-Wesley, 2004.

 

[3] Bruce Powel Douglass, Real-Time Design Patterns: Robust Scalable Architecture for Real-Time Systems, Addison-Wesley, 2002.

 

[4] Miro Samek , Practical Statecharts in C/C++: Quantum Programming for Embedded Systems, CMP Books, 2002.

 

14. A tantárgy elvégzéséhez átlagosan szükséges tanulmányi munka
Kontakt óra42
Félévközi készülés órákra10
Felkészülés zárthelyire0
Házi feladat elkészítése20
Kijelölt írásos tananyag elsajátítása 
Vizsgafelkészülés48
Összesen120
15. A tantárgy tematikáját kidolgozta

dr. Majzik István, egyetemi docens

dr. Kovácsházy Tamás, egyetemi docens
Egyéb megjegyzések Software Technology for Embedded Systems