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: 2021. június 9.

    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. Molnár Vince,
    A tantárgy tanszéki weboldala http://www.mit.bme.hu/oktatas/targyak/VIMIAC01
    4. A tantárgy előadója
    Név: 
    Beosztás:
    Tanszék, Intézet:
    Dr. Molnár Vince
    adjunktus
    Méréstechnika és Információs Rendszerek T.
    Dr. Micskei Zoltánegyetemi docensMéréstechnika és Információs Rendszerek T.
    Dr. Vörös András
    adjunktusMéréstechnika 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 rend az adott szak honlapján és képzési programjában található.

    Ajánlott:
    Rendszermodellezés
    7. A tantárgy célkitűzése

    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. 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 specifikációalapú 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, 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:

    • 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 több fázisból álló, összetett rendszertervezési feladatot kell elkészíteni házi feladatként, amely fázisonként külön kerül beadásra és értékelésre.
      • Egy fázisból a lehetséges pontok legalább 40%-át el kell érni az adott fázis elfogadásához.
      • Az aláírás feltétele, hogy a fázisok legalább (lefelé kerekített) kétharmada el legyen fogadva.
      • A házi feladatra kapott pontszám az elfogadott fázisok a hallgató számára legkedvezőbb - lefelé kerekített - kétharmadára kapott pontjainak összege [normál pontok].
      • A minimálisan teljesítendő számú fázisokon túli elfogadott házi feladat fázisokra kapott, megadott limit feletti pontok javíthatják a végleges jegyet, ha az legalább elégséges [extra pontok].
    • A vizsgaidőszakban: a kurzus létszámától függően írásbeli vagy szóbeli vizsga.
      • A tantárgy teljesítéséhez a vizsgát is külön legalább 40%-os szinten teljesíteni kell.
      • Írásbeli vizsga esetén a vizsga két részből áll, melyeket külön-külön is 40%-os szinten teljesíteni kell.
    • A vizsgajegy a vizsga (50%) és a házi feladat (50%) súlyozásából áll elő, legalább elégséges teljesítés esetén az esetleges extra pontok [max. 15%] jóváírásával.
    11. Pótlási lehetőségek

    A házi feladat egyes fázisai nem javíthatók, nem pótolhatók és nem adhatók be késedelmesen.

    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 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

    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

    adjunktus

    MIT

    Dr. Molnár Vince

    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.

    IMSc pontozás

    IMSc pontokat csak a jelest elért hallgatók szerezhetnek. IMSc pontok a következő módon szerezhetők:

    • azokért a házi feladatokra kapott extra pontokért, amik nélkül is jelest szerezne a hallgató,
    • kiegészítő feladatok a házi feladat egyes részfázisaihoz,
    • az oktatókkal egyeztetett opcionális otthoni feladat.

    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.