Belépés címtáras azonosítással
magyar nyelvű adatlap
angol nyelvű adatlap
Informatikai rendszertervezés
A tantárgy angol neve: IT System Design
Adatlap utolsó módosítása: 2021. június 9.
Mérnökinformatikus szak
BSc képzés
Rendszertervezés specializáció
A fenti forma a Neptun sajátja, ezen technikai okokból nem változtattunk.
A kötelező előtanulmányi rend az adott szak honlapján és képzési programjában található.
A tárgy célkitűzése, hogy bemutassa a modellalapú 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:
1-2. 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, gráfalapú 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:
Emellett a gyakorlati órákon biztosítunk lehetőséget házi feladat konzultációra.
A házi feladat egyes fázisai nem javíthatók, nem pótolhatók és nem adhatók be késedelmesen.
A féléves házi feladattal kapcsolatban a félév során konzultációs lehetőséget biztosítunk. Ezen felül a gyakorlatok során lehetőség lesz a tárggyal kapcsolatos kérdések megválaszolására.
A tárgy honlapján elérhető segédanyagok. A kitett anyagok az annotált előadás fóliákon kívül tartalmaznak a legfontosabb részekre szöveges és esetenként eszközhasználathoz kapcsolódóan videóalapú 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
Név:
Beosztás:
Tanszék, Intézet:
Dr. Varró Dániel
egyetemi tanár
MIT
Dr. Pataricza András
Dr. Majzik István
egyetemi docens
Dr. Micskei Zoltán
adjunktus
Dr. Molnár Vince
Dr. Horváth Ákos
tudományos mts.
Dr. Ráth István
Dr. Bergmann Gábor
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.
IMSc pontokat csak a jelest elért hallgatók szerezhetnek. IMSc pontok a következő módon szerezhetők:
A tárgyban összesen 20 IMSc pont szerezhető a fenti tevékenységekkel a félév elején hirdetett megoszlásban.
Az IMSc pontok megszerzése a programban nem résztvevő hallgatók számára is biztosított.