Корпоративні інформаційні системи та технології - Робоча програма навчальної дисципліни (Силабус)
Реквізити навчальної дисципліни
| Рівень вищої освіти | Другий (магістерський) |
|---|---|
| Галузь знань | 12 Інформаційні технології |
| Спеціальність | 126 Інформаційні системи та технології |
| Освітня програма | 126.01 Інтегровані інформаційні системи 126.02 Інформаційні управляючі системи та технології 126.03 Інформаційне забезпечення робототехнічних систем |
| Статус дисципліни | Вибіркова |
| Форма навчання | очна(денна)/заочна/дистанційна |
| Рік підготовки, семестр | 10-й, весняний семестр |
| Обсяг дисципліни | 4 кредитів |
| Семестровий контроль/ контрольні заходи | Екзамен / Лабораторні роботи, Модульні контрольні роботи |
| Розклад занять | 3 годин на тиждень: лекції – 2год; комп’ютерний практикум – 1год |
| Мова викладання | Українська |
| Інформація про керівника курсу / викладачів |
Лектор: к.т.н., доцент, Тимошин Юрій Афанасійович, e-mail: y.timoshin@gmail.com, viber: +38(096) 387 51 74 Лабораторні: к.т.н., доцент, Тимошин Юрій Афанасійович, e-mail: y.timoshin@gmail.com, viber: +38(096) 387 51 74 |
| Розміщення курсу | Посилання на дистанційний ресурс - http://ist.kpi.ua/syllabus/uk/Teachers; GOOGLE Disc викладача |
Програма навчальної дисципліни
Опис навчальної дисципліни, її мета, предмет вивчання та результати навчання
Дисципліна «Корпоративні інформаційні системи та технології» є вибірковою дисципліною підготовки навчального плану магістрів з спеціальності «Інформаційні системи і технології» і грає важливу роль у підготовці фахівців.
Предмет навчальної дисципліни – базові принципи та підходи до розробки архітектури інформаційних систем і прикладних технологій, аналіз взаємного впливу бізнес-процесів і структури організації, відповідних замовлень на архітектуру ІТ процесів та структуру систем, що визначають процеси обробки і збереження інформації та формування результату для управління рівня корпоративної архітектури та сучасних технологій для «розумних» промислових об’єктів типу Індустріального Інтернету Речей (ІІоТ), Інтернету роботизованих речей (IoRT), Industrial Cloud, як складових частин Інтернету Речей (ІоТ) – новому напрямку розбудови інтелектуальних систем керування, які пов’язані з розвитком систем контролю та управління таких нових об’єктів, як Smart City, Smart Energy, Smart Water, іншими, які характеризуються значною складністю, географічною розподіленістю та мають особливі ознаки та характеристики, наприклад, велику кількість інтелектуальних систем і пристроїв, які взаємодіють між собою, генерують великі потоки даних, оперують десятками і сотнями тисяч сенсорів та акторів, а також інтелектуальних систем типу кібер-фізичних, що мають великий вектор параметрів управління, цифрові моделі як техпроцесів керування, так і цифрових моделей вихідної продукції, які треба моніторити та візуалізувати для якісного контролю та керування.
Цей курс базується на таких забезпечуючих дисциплінах: «Комп’ютерні мережі», «Бази даних», «Розподілені системи обробки інформації», «Методологічні основи створення ІС», «Проектування інформаційних систем», «Технології Інтернету речей», «Робототехнічні системи та комплекси», «Інтелектуальні технології в робототехніці», «Безпека інформаційних систем».
Перелік дисциплін, що забезпечуються: «Технології проектування і реалізації інформаційних систем», «Технології створення Інтернету речей», «Теорія управління робототехнічними системами», «Методи та засоби управління інфраструктурою інформаційних технологій», переддипломна практика, дипломне проектування.
Мета вивчення дисципліни – набуття фахових компетентностей, теоретичних знань і практичних навичок з аналізу технологій розбудови архітектури та структури складних інформаційних систем для об’єктів моніторингу та управління корпоративного рівня, включаючи використання на базі універсальних моделей даних і додатків, архітектурних реалізацій технології клієнт-сервер, технологій сервісно-орієнтованої архітектури (SOA), другого покоління SOA, яке базується на поєднанні мікросервісів та контейнерів, сервісів хмарних технологій, технологій CORBA, MSMQ, RPC, CRM систем для реалізації багато вузлових архітектур обробки з розподіленими додатками, засобами інтерактивної взаємодії В2В, В2С, С2С, В2G, застосування методології управління системами підприємства класу ERP, EEP II та MRP, ВРМ та RCM II, систем керування виробництвом SCADA та MES, управління контентом організації ЕСМ, систем інтелектуального аналізу (Business Intelligence), систем підтримки прийняття рішень DSS, програмно-апаратних засобів зберігання даних та інформації на базі RAID технологій та кластерних архітектур, сховищ даних DAS, NAS, SAN, використання високо захищених протоколів обміну даними MQTT, CoAP, LoRAWAN, базових технологій інтеграції інформаційних систем (ІС), організація багаторівневої системи захисту інформації, яка ґрунтується на створенні «периметру безпеки» та використанні шлюзів, внутрішнього (BackEnd) та зовнішнього (FrontUp) порталів з технологією «вітрин даних» (Data Marts), заміною ієрархічної структури управління організаційними та технологічними процесами на адаптивну мережеву структуру, яка керована подіями (EDA), створення ESB архітектури для універсальної консолідації даних і повідомлень в ІС, застосування сервіс-орієнтованих додатків, «хмарних» сервісів, «промислових хмар» (Industrial Cloud), «туманних» і «росистих» обчислень, застосування технологій мікросервісів у поєднанні з контейнерами для слабко-зв’язаних компонентів і систем, інфраструктурних компонентів єдиного інформаційного простору, таких, як кібер-фізичні системи (CPS), сучасних технологій Інтернету Речей (ІоТ), Інтернету роботизованих речей (IoRT), Індустріального ІоТ (ІІоТ), основою яких стають передові аналітичні інструменти, штучний інтелект та машинне навчання, використання «цифрових двійників», технології доповненої і віртуальної реальності (AR/VR). Визначення обґрунтованого вибору критеріїв оптимізації та адаптації до середовища їх функціонування, синхронізації з існуючими виробничими системами і об’єктами моніторингу та управління, з метою гармонізації технічних пристроїв з людьми, створення дружньої взаємодії з інтелектуальними роботизованими системами, об’єктами управління Smart City, Smart Energy, Smart Water, інших «розумних» систем, які генерують потоки великих даних, є визначальними компонентами розвитку інфраструктури інформаційно-управляючих систем нового покоління для покращення умов життя людей та підвищення їх безпеки.
Предметом вивчення дисципліни є закони розвитку ІТ-технологій, методи та засоби аналізу, проектування і розбудови архітектури інформаційних систем та інформаційно-управляючих систем, рівні їх абстракції та представлення, структури ІТ систем, структур даних та додатків, моделі середовища для функціонування систем промислового керування, що складають базові компоненти моделі інфраструктури, інших технологій побудови ІС, різновиди архітектури серверних кластерів для створення ІС корпоративного рівня та особливості їх реалізації, достоїнства і недоліки, використання архітектурних шаблонів для технологій «клієнт-сервер», їх переваг і недоліків, особливості використання BPM, ECM та RCM II систем управління системами підприємства та їх взаємодія з використанням MRP, CRM, BI інструментів, систем інформаційної взаємодії В2В, В2С, С2С, В2D, систем оперативного контролю технологічними процесами, їх складових – SCADA, DCS, PLC, елементи «хмарної робототехніки», сервіси хмарної платформи M2M2A, їх структура та функціональні можливості, ознайомлення з новітніми інформаційними технологіями такими, як технологія LoRA IBM, протоколів і пристроїв NB-IoT для реалізації технологій М2М та М2М2А, процесами інтелектуалізації моніторингу і управління міськими системами, етапів розробки захищених ІТ- додатків, особливості обробки повідомлень інформаційних систем MQTT-брокерами та їх реалізації та взаємодії з індустріальними протоколами Modbus, стеки протоколів для WEB та ІоТ, реалізація спеціалізованих протоколів OAuth 2.0 та CoAP для міжмашинної взаємодії, особливостей систем промислового управління 4.0 (ІІоТ), Інфраструктуру та інформаційно-управляючі рівні характерні для об’єктів Smart City, характеристики Інтернету роботизованих речей (IoRT) та його архітектури, особливості проектування та реалізації розподілених інформаційних складових і компонентів самоорганізованих Бездротових сенсорних мереж (БСМ), інформаційні аспекти Кібер-фізичних систем, використання «еластичних» систем управління, визначення проблем аналізу та обробки потоків Великих Даних(ВД), особливих вимог до використання БД нового покоління для обробки та зберігання Великих даних щодо моніторингу та управління технологічних процесів підприємств із багатовекторним контуром управління, основні аспекти і проблеми «діджиталізації» корпоративного виробництва, верхом якої є створення «Цифрових фабрик» (Digital Factory), «Розумних фабрик» (Smart Factory) та «Віртуальних фабрик» (Virtual Factory) - основи нового рівня економічного укладу Індустрія 4.0.
Завдання вивчення дисципліни:
– використання сучасних і перспективних технологій, аналіз зв’язків та закономірностей, які виникають в процесі управління матеріальними, інформаційними та іншими ресурсами на етапах проектування інформаційних та управляючих систем організаційного та технічного призначення;
- оволодіння особливостями застосування та обґрунтування архітектури, що пов’язані з основними компонентами і структурами як традиційних технологій корпоративного рівня, так і нового напрямку розвитку сукупності різноманітних складових інформаційно - управляючих систем типу адаптивних сенсорних мереж, технологій моніторингу та управління в межах Smart City, яке є зовнішнім середовищем для місцевих підприємств, особливостями Інтернету роботизованих речей (IoRT), Індустріального Інтернету речей (ІІоТ), інших інтелектуалізованих середовищ, прогнозування результатів їх взаємодії на основі цифрових моделей, як технологічних процесів, так і продуктів виробництва, впливу на покращення систем управління роботизованими системами в інтегрованому середовищі, які є складними інтелектуальними об’єктами нового типу з сотнями тисяч та мільйонами сенсорів та актуаторів, розвиток систем інтерактивного управління роботами, як складових ІІоТ;
– ознайомлення з новітніми інформаційними технологіями такими, як інфраструктура підтримки Інтернету речей (IoТ), що має ієрархічну, багато вузлову структуру з комбінації спеціалізованих мереж, шлюзів до нових «хмарних» сервісів, інфраструктурою ІІоТ, аналізу та обробки потоків Big Data, наближення систем їх обробки до джерел генерації, процесами «Великої аналітики» та «Глибокий аналіз», а також адаптивними бездротовими сенсорними мережами, які мають архітектуру, що постійно змінюється, засобами та методами обробки неструктурованих даних, застосування RDF- сховищ, що дозволяє консолідувати дані з різних джерел і використання їх в реальному часі для задач керування, технологіями «туманних» і «росистих» обчислень, , які застосовуються для підвищення безпеки роботи розподілених об’єктів кібер-фізичних систем без людини в контурі управління, а також систем керування організаційного чи організаційно-технологічного рівня з людиною в контурі управління, складовими Роботизованої інтерактивної інфраструктури (РІІ), що працюють у середовищі Smart City;
– набуття практичних навичок використання методів і засобів застосування клієнт-серверних технологій та систем, їх переваг та недоліків, моделей обробки розподілених застосунків в гетерогенному середовищі, використання метаданих для спрощення задачі управління зберіганням даних, CASE методи розробки ІС з застосуванням RAD технологій, спеціалізованих протоколів сенсорних мереж, які забезпечують підвищення надійної передачі даних та повідомлень в умовах багато рівневої структури інтегрованих систем, систем керування виробництвом та управління контентом організації, портальних застосувань для організації «периметру безпеки» підприємства, сервісів хмарних технологій та сервісів Web – служб, принципів Web-інтеграції;
Навчальна дисципліна покликана допомогти студенту отримати:
–знання основних понять, методів, засобів, моделей та алгоритмів аналізу, моніторингу та керування новітніми інформаційними технологіями такими, як Індустріальний ІоТ, протоколів і пристроїв NB-IoT для реалізації технологій М2М та їх хмарного клону - М2М2А, протоколами типу MQTT та LoRA IBM для забезпечення взаємодії інформаційних структур підприємств і систем моніторингу та управління Smart City, об’єктами роботизованого середовища Інтернету роботизованих речей (IoRT) (Internet of Robotics Things) разом з перспективними інтелектуальними технологіями Intelliges (Smart) Informations, сучасних технологій Intelliges Data Mining таких, як Text Mining для обробки повідомлень, RDF(Resource Description Framework) – сховищ для зберігання Big Data, використання метаданих в системах обробки та передачі даних, принципів роботи з потоками Великих даних, особливостей технології візуалізації Big Data пов’язані з редукцією та інтелектуальним аналізом даних, використання динамічних мультиекранних інтерфейсів, технології аналізу та обробки неструктурованих даних (НСД), їх властивості (гетерогенність/неоднозначність/контекстна залежність/динаміка значення/ етнокультурна залежність);
–уміння практично застосовувати методи – використовувати специфіку технологій взаємодії, обміну повідомленнями, механізмів кооперації, технологію програмних агентів для проектування та реалізації сервісів в інтелектуальних системах, систему агрегації і консолідації даних у вигляді «корпоративної сервісної шини», а також технологій проектування слабкозв’язаних систем і компонентів систем моніторингу і управління об’єктами Smart City, використання віддалених процедур обробки повідомлень на базі CRM систем та еталонних протоколів для зв’язування різних за протоколами мереж передачі даних, необхідності їх адаптивності до змін структури, обміну інформацією між різними інформаційними рівнями системи моніторингу та вузлами ІоТ, а також архітектури обробки інформації з сенсорів у ІІоТ мережах, особливості БД та сховищ даних для обробки потоків Big Data, розробки захищених Web- додатків, забезпечення стійкості їх роботи.
КОМПЕТЕНТНОСТІ
Інтегральна компетентність
Здатність розв'язувати складні спеціалізовані задачі та практичні проблеми у галузі інформаційних систем та технологій для комп’ютеризованих систем обробки даних та повідомлень, керування роботою робототехнічних систем, що характеризується, багатогранністю використання, комплексністю та невизначеністю умов із застосування теорій та методів проектування, слабкозв’язанністю та неструктурованістю інформаційних складових, реалізації та супроводження багатопротокольної суккупності адаптивних мереж замість багаторівневих інформаційних систем та технологій, появою все зростаючої кількості інтелектуальних пристроїв і систем, які повинні взаємодіяти між собою та використовуються в середовищі людей.
Загальні компетентності
| ЗК 2 | Здатність до дослідницької та інноваційної діяльності у галузі інформаційних систем та технологій |
|---|---|
| ЗК 3 | Здатність впроваджувати принципи сталого розвитку суспільства в організаційній, управлінський, науковій та виробничій діяльності |
| ЗК 4 | Здатність застосовувати знання у практичних ситуаціях |
| ЗК-5 | Здатність вирішувати практичні питання регулювання та організації інноваційної діяльності підприємства та оцінювати її ефективність |
Спеціальні (фахові, предметні) компетентності
| ФК 1 | Здатність до використання, вдосконалення та розвитку методологій та технологій створення інформаційних систем. Здатність виявляти наукову сутність проблем у професійній сфері, знаходити адекватні шляхи щодо їх розв’язання і проводити наукові дослідження на відповідному рівні. |
|---|---|
| ФК 2 | Здатність до проектування інформаційних систем, їх реалізації, впровадження та ефективної експлуатації. Здатність до вдосконалення та розвитку методологій і технологій побудови інформаційних систем. |
| ФК 3 | Здатність до використання сучасних методологій та технологій проектування та реалізації інформаційного забезпечення робототехнічних систем. Здатність впроваджувати принципи сталого розвитку суспільства в організаційній, управлінській, науковій та виробничій діяльності, правильно оцінювати локальні й віддалені наслідки прийнятих рішень. |
| ФК 4 | Здатність застосовувати технології, методи проектування та інструменти для розроблення інформаційного та програмного забезпечення інтелектуальних робототехнічних систем на різних платформах та з використанням різних технологій |
| ФК 7 | Здатність забезпечення управління та оптимізацію функціонування ІТ-інфраструктури підприємства для відповідного рівня надання інформаційних сервісів Здатність розвивати, розгортати, експлуатувати наявні інформаційні системи, аналізувати показники їх функціональності та ефективності, визначати стратегію їх розвитку. Здатність розробляти сховища великих даних, розробляти і використовувати інструментальні засоби інтеграції різнотипних даних у наборах великої розмірності, видобувати знання шляхом інтеграції та аналізу великих даних, отриманих з різноманітних та різнорідних джерел інформації, здійснювати їх інтелектуальну обробку і створювати прикладні інформаційні продукти. |
| ФК 8 | Здатність забезпечувати конфіденційність, доступність і цілісність інформації, що використовується в комплексній системі захисту інформації в інтелектуальних робототехнічних системах. Здатність до використання сучасних методологій та технологій проектування та реалізації інформаційно-управляючих систем. |
| ФК 12 | Здатність аналізувати функціонування інформаційних систем з метою підтримки бізнес-стратегії та планувати стратегічний розвиток інформаційних систем із застосуванням інноваційних технологій та засобів. |
| ФК 15 | Здатність визначати архітектуру підприємства використовуючи сучасні методології та мови її визначення. |
Пререквізити та постреквізити дисципліни (місце в структурно-логічній схемі навчання за відповідною освітньою програмою)
Пререквізити
Студенти повинні мати знання з дисциплін:
«Комп’ютерні мережі», «Бази даних», «Розподілені системи обробки інформації», «Методологічні основи створення ІС», «Проектування інформаційних систем», «Технології Інтернету речей», «Робототехнічні системи та комплекси», «Інтелектуальні технології в робототехніці», «Безпека інформаційних систем».
Постреквізити
Після вивчення дисципліни студенти зможуть використати набуті знання та вміння для освоєння таких курсів:
«Технології проектування і реалізації інформаційних систем», «Технології створення Інтернету речей», «Теорія управління робототехнічними системами», «Методи та засоби управління інфраструктурою інформаційних технологій».
Зміст навчальної дисципліни
Розділ 1. Основні поняття інформаційної архітектури локальної та розподіленої організації
1.1 Введення. Поняття ІС корпоративного рівня. Класифікація інформаційних систем. Типи комп’ютерних мереж. Питання безпеки інформаційного середовища.
1.2 Сучасні тенденції створення ІТ – систем. Два класи організації інформаційної архітектури – з “периметром безпеки” та з “розподіленими реєстрами“. Особливості побудови Інтернету речей (ІоТ). Основні характеристики і компоненти ІТ архітектури корпоративного рівня. Ієрархічність і особливості прикладних мереж.
1.3 Універсальні моделі прикладних даних та додатків. Принцип «блокування» в ІТ середовищі. Три рівні проектування ІС – систем. Базові архітектури ІС систем. Мережеві БД та їх складові.
1.4 Технологія «клієнт- сервер» та її варіанти реалізації для «товстого», «тонкого» та «надтонкого» клієнтів. Переваги та недоліки. Особливості ліцензування.
1.5 Корпоративні інформаційні системи (КІС), їх структура та складові. Класифікація КІС та структурні рівні. ПЗ проміжного шару (Middleware). Програмні інтерфейси доступу до БД – ODBC, DAO, ADO.
Розділ 2. Системи зберігання даних
2.1 Апаратно дискові системи та RAID – технологія. Рівні організації дублювання даних. Прикладне призначення рівнів. Переваги та недоліки. RAID – контролери.
2.2 Програмні засоби зберігання даних. Транзакційні БД. Реплікація даних. Сервери бекапу. Системи резервного копіювання. Система єдиного часу. Загальна архітектура сховищ даних (СХД). Відмінності СХД від операційних БД. Базові складові архітектури сховища даних. Приклади архітектури СХД з проміжним вузлом обробки та для промислового підприємства.
2.3 Комп’ютерні кластери. Кластери високої доступності, кластери балансування, обчислювальні кластери. Grid – системи. Кластери БД, кластери для розподілених додатків.
Розділ 3. Системи з розподіленими додатками
3.1 Віддалений виклик процедур (RPC). Призначення та основні властивості. Архітектура управління об’єктами (ОМА).
3.2 Доступ до розподілених додатків в гетерогенному середовищі. Архітектури брокера запитів об'єктів (CORBA). Об'єкти додатків та об’єктні сервіси.
3.3 Доступ до розподілених додатків в гомогенному середовищі. Служби черги повідомлень Microsoft (MSMQ). Базові компоненти архітектури MSMQ.
Розділ 4. Системи управління підприємством
4.1 Методології управління системами підприємства - системи ERP (ERPII), BPM, RCM II.
4.2 Інструментарій для управління – системи MRP, MES, CRM, ECM, BI.
4.3 Системи В2В, В2С, C2C, B2G - бізнес-моделі інтерактивної взаємодії.
4.4 Узагальнена структура інформаційних технологій підприємства
Розділ 5. Промисловий Інтернет речей
5.1 Індустріальний ІоТ (IIoT) - структура забезпечення поглиблення оптимізації техпроцесів.
5.2 Архітектурні нові компоненти ІІоТ - безпровідні мережі, маршрутизатори, шлюзи, сенсори з мережевими адаптерами, інтернет роботизованих речей (IoRT), адаптивна мережева структура, яка керована подіями, що генеруються різними системами, «цифрові двійники», «промислові хмари».
5.3 Склад промислової екосистеми IIoT. Цифрові моделі виробу та моделі виробництва. Інфраструктура ІІоТ. Базові технології ІІоТ.
5.4 Кіберфізичні виробничі системи (CPPS), як компонент ІІоТ. Заміна класичної автоматизованої піраміди управління в індустрії на адаптивну мережу з цифрових моделей.
Розділ 6. Інтеграція інформаційних систем
6.1 Типова структура інтеграційної системи. Види інтеграції. Складові процесу інтеграції.
6.2Шість базових рівнів інтеграції інформаційних систем. Роль ПЗ проміжного шару (Middleware). Сім принципів Web-інтеграції. Проблеми Web - безпеки в Інтернеті.
6.3 Портальні технології. Класифікація порталів. Сервіси і служби порталу. Портали організації – внутрішній (BackEnd) та зовнішній (FrontUp). Завдання та можливості корпоративного порталу. Функціональні шари в архітектурі порталу.
6.4 Додаткові технології інтеграції. Функціональна інтеграція. Web-служби для інтеграції слабко зв'язаних додатків.
6.5 Інтеграція виробничих систем. Інтеграція на рівні АСУТП. SCADA - система диспетчерського управління і збору даних. Інтеграція інформаційно-управляючих систем (ІУС).
Розділ 7. CASE методи розробки ІС. Системи документообігу
7.1 Моделі розробки ІС. Каскадна та спіральна моделі розробки. Переваги та недоліки. Методологія RAD швидкої розробки проектів. Обмеження RAD проєктування.
7.2 Системи електронного документообігу (СЕД). Види СЕД. Принципи і функціональність електронного документообігу. Особливості систем технічного документообігу.
Розділ 8. SOA технології та моделі
8.1 Базові технології SOA. SOA, яке базується на композиції веб-сервісів. SOA, яке базується на поєднанні мікросервісів та контейнерів. Модель, орієнтована на повідомлення (МОМ). Модель, орієнтована на сервіси. Модель, орієнтована на ресурси. Сервісна модель з брокером. Оркестровка та хореографія для координації веб-сервісів
8.2 Архітектура, що управляється подіями (EDA). Структура системи з брокером повідомлень. Технологія та архітектура EDA. Приклади мереж EDA. Архітектури SOA та веб-сервіси, керовані подіями.
8.3 SOA. Інтеграція на рівні даних. Інтеграція на рівні інтерфейсів. Загальна шина підприємства. ESB, як проміжний шар ІС. Сервіси ESB. Структура ESB і функції. Базові компоненти ESB. Ролі серверу обміну повідомленнями та адаптерів.
8.4 Друге покоління SOA - поєднання мікросервісів та контейнерів. Нові функції SOA з MSA. Порівняння процесів віртуалізації і контейнеризації. Хмарні контейнери типу Docker. Проблеми реалізації мікросервісів.
Розділ 9. Хмарні обчислення
9.1 Рівні Cloud Computing. Структура базових сервісів IaaS, PaaS, SaaS, DaaS. Сервіси, які розвиваються - ІІоТ ( Industrial Internet of Things); PaaS (Piople as a Servis). Рівні управління ресурсами сервісів. Проєкт - Європейська відкрита науково-дослідницька хмара European Open Science Cloud for Research ( EOSC).
9.2 Ключові якості хмарних технологій. Обов'язкові характеристики сервісів хмарних обчислень. Ризики застосування. Основні концепції та аспекти IaaS. Основні компоненти PaaS. Функціональні вимоги постачальників PaaS. Вимоги до безпеки SaaS-додатків. Клієнти базових сервісів.
9.3 Приватна хмара та її особливості. Структура приватної хмари організації. Особливі функції «периметру» приватної хмари. Застосування “приватної хмари” в середовищі Industrial IoT. Промислові хмари як розвиток концепції приватної хмари. Структура Industrial Cloud. Хмарний клон М2М у вигляді технології М2М2А. Спеціалізовані шлюзи для інтелектуальних роботизованих систем, що переміщуються. Штучний інтелект Промислової хмари.
9.4 Ієрархія хмарних, туманних і росистих обчислень. Туманні технології (Fog computing). Основні характеристики туманних обчислень. Концепція росистих обчислень. Переваги та недоліки туманних обчислень.
Розділ 10. Кібер-фізичні системи (CPS)
10.1 Область застосування CPS. Основне призначення. Головний принцип роботи. Роль CPS в середовищі ІІоТ. Штучний інтелект в CPS. CPS в розподіленому середовищі Smart City. “Розумна вода», «Розумне тепло», «Розумна енергія» як приклади CPS.
10.2 Складові індустріальної кіберфізичної системи (CPPS). Основні характеристики. Переваги та недоліки. CPPS - системи для децентралізованого контролю і управління виробництвом. Повсюдні обчислення (Ubiquitous computing (UC)) як складова CPPS. Сфери застосування індустріальних кіберфізичних систем. Проблеми захисту від кіберфізичних атак.
10.3 Розумне виробництво (Smart Manufacturing, SM). Виробничий інтелект (Manufacturing Intelligence, MI). Особливості SM. Розумні машини (Smart Machines). Цифрові двійники компонентів виробництва. Еластичні системи управління.
10.4 Діджиталізація виробництва. Цифрові фабрики (Digital Factory). "Розумні" фабрики (Smart Factory). Віртуальні фабрики (Virtual Factory). Наслідування функцій для них.
Дидактичні матеріали: презентація Power Point, комп’ютер, проектор. В режимі “online” – ZOOM конференції за розкладом.
Навчальні матеріали та ресурси
Базова література
1. Т.В. Гвоздева, Б.А. Баллод. Проектирование информационных систем. Уч.пособие.- М., изд. «Феникс», сер. Высшее образование, 2009г., 512с.
2. Д.Васкевич. Стратегии “клиент/сервер”.2-е изд.–К.“Диалектика”,1996г, 396с
3. И.В. Соловьев, А.А. Майоров. Проектирование информационных систем. Уч. пособие.- М., изд. «Академический проект», 2009г., 400с.
4. Мартин Фаулер. Архитектура корпоративных приложений.- М., изд. «Вильямс», 2007г., 541с.
5. Муромцев Д. Ю. , Грибков А.Н., Тюрин И.В., Шамкин В.Н.Проектирование базы знаний интеллектуальной информационно-управляющей системы для многомерных технологических объектов. ж. «Информационно-управляющие системы», № 4 (2018),с. 24-30
DOI: https://doi.org/10.31799/1684-8853-2018-4-24-30
6. Архитектуры, модели и технологии программного обеспечения информационно-управляющих систем: монография / Ткачук Н. В., Шеховцов В. А., Кукленко Д. В., Сокол В. Е. Под ред. М. Д. Годлевского. — Харьков: НТУ «ХПИ», 2005, 274 с.
7. Г.Н. Калянов. «CASE – технологии. Консалтинг в автоматизации бизнес-процессов». – М. «Горячая линия-Телеком», 2000, 317с.
8. Автоматизація виробничих процесів: підручник./І.В.Ельперін, О.М.Пупена, В.М.Сідлецький, С.М.Швед.- К.Видавництво Ліра-К. 2015 – 378 с.
9. Деменков Н.П. SCADA-системы как инструмент проектирования АСУ ТП: Учебное пособие - М. : Изд-во МГТУ им.Н.Э.Баумана, 2004.- 328 с.
10. Асадуллаев С. «Архитектуры хранилищ данных – II», 19.10.2009, www.lanit.ru
11. Бондарчук А. П. Основи інфокомунікаційних технологій: навчальний посібник [Електронний ресурс] / А. П. Бондарчук, Г. С. Срочинська, М. Г. Твердохліб // Київ, ДУТ. – 2015. – 76 с. – Режим доступу до ресурсу: http://www.dut.edu.ua/ua/lib/1/category/1090/view/840.
12. Жураковський Б. Ю. Комп’ютерні мережі. Частина 2 Навчальний посібник [Електронний ресурс] / Б. Ю. Жураковский, І. О. Зенів // КПІ ім. Ігоря Сікорського. – 2020. – 372 с. – Режим доступу до ресурсу: https://ela.kpi.ua/handle/123456789/36641
13. Інтернет речей і сучасні технології А. Й. Наконечний , З. Є. Верес Національний університет “Львівська політехніка” кафедра комп’ютеризованих систем автоматики, 2016, УДК 551.568.85.
14. Технологии и средства консолидации информации: Учебное пособие. Деревянко А.С., Солощук М.Н. - Харьков: НТУ "ХПИ", 2008. - 432c. Глава 4. «Интеграция приложений: сервисно-ориентированная архитектура» (http://khpi-iip.mipk.kharkiv.edu/library/index.html)
15. А.В. Данилин, А.И. Слюсаренко. Архитектура предприятия Лекция 7 «Сервис-ориентированная архитектура (SOA) и архитектура, управляемая моделями (MDA)», INTUIT.ru
16. Хмарні обчислення. Електронний ресурс: http://integritysys.com.ua/solutions/pricatecloud-solution/
17. Big Data. Електронний ресурс: https://www.it.ua/ru/knowledge-base/technology-innovation/big-data-bolshie-dannye
18. BIG DATA. ВЕЛИКІ ДАНІ – ВЕЛИКІ МОЖЛИВОСТІ. Електронний ресурс: https://vtgstudy.com/news/ru-big-data-bolshie-dannye-bolshie-vozmozhnosti/
19. Ван Чунжі, Яцишин С. П., Лиса О. В., Мідик А-В. В. КІБЕРФІЗИЧНІ СИСТЕМИ ТА ЇХ ПРОГРАМНЕ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ - журн. Вимірювальна техніка та метрологія, № 79 (1), 2018 р. с.34-38. Електронний ресурс: http://science.lpnu.ua/sites/default/files/journal-paper/2018/sep/14522/0064.pdf
20. В.Ю. МЕЙТУС та ін. Кіберфізичні системи як основа інтелектуалізації «розумних» підприємств. Системи керування та комп’ютери. 2019, №4, с.14-26.
DOI https://d0 i.0 rg/l 0.15407/и5іт.2019.04.014
21. А. О. Мельник. КІБЕРФІЗИЧНІ СИСТЕМИ: ПРОБЛЕМИ СТВОРЕННЯ ТА НАПРЯМИ РОЗВИТКУ. Репозіторій «Львівська політехніка», 2014, с.154-161. Електронний ресурс:
http://ena.lp.edu.ua:8080/bitstream/ntb/27253/1/24-154-161.pdf
22. The industrial internet of things (IIoT): An analysis framework (англ.) // Computers in Industry. — 2018-10-01. — Vol. 101. — P. 1–12. — ISSN 0166-3615. — doi:10.1016/j.compind.2018.04.015
23. Батура Т.В., Мурзин Ф.А., Семич Д.Ф. Облачные технологии: основные понятия, задачи и тенденции развития // ЭЛЕКТРОННЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ:ПРОГРАММНЫЕ ПРОДУКТЫ, СИСТЕМЫ И АЛГОРИТМЫ – 2014. doi: 10.15827/2311-6749.10.141
24. Industrial Cloud -новый виток развития производства.«Открытые системы». СУБД, 2020, № 02
25. SMART-ІНФРАСТРУКТУРА У СТАЛОМУ РОЗВИТКУ МІСТ: СВІТОВИЙ ДОСВІД ТА ПЕРСПЕКТИВИ УКРАЇНИ. К. 2021, 400с. Електронний ресурс: https://razumkov.org.ua/uploads/other/2021-SMART-%D0%A1YTI-SITE.pdf
Додаткова література
1. К. Дж. Дейт «Введение в системы баз данных». 6-е изд.,М.-1998г.
2. Жураковський Б.Ю. Системи доступу. Навчальний посібник. [Електронний ресурс] / Б. Ю. Жураковский, Н. В. Коршун // Київ, Державний університет телекомунікацій. – 2015. – 58 с.– Режим доступу до ресурсу: http://ir.nmapo.edu.ua:8080/jspui/bitstream/lib/277/1/l_841_81364872.pdf
3. Федоров Ю.Н. Справочник инженера по АСУ ТП: Проектирование и разработка. Учебно-практическое пособие. – М.: Инфра-Инженерия, 2008. – 928 стр.
4. Леонид Черняк. Интернет вещей: новые вызовы и новые технологии // Открытые системы.
СУБД. — 2013. — № 4. — С. 14–18. URL: http://www.osp.ru/os/2013/04/13035551
5. Интернет вещей – технология будущего, которая меняет реальность сегодня [ Електронний ресурс ]: https://robo- sapiens.ru/stati/ internetveshhey/
6. Олифер В. Г., Олифер Н. А. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы. — 4-е изд. — СПб.:Питер, 2010. — С. 438. — 4500 экз. — ISBN 978-5-49807-389-7.
7. Что такое Интернет вещей (IoT)? [ Електронний ресурс ]: https://riot.org/2016/04/04
8. Сергиевский М.В. Беспроводные сенсорные сети. – [Електронний ресурс]. Режим доступу: http://www.compress.ru/Article.aspx?id=17950
9. How Energy Technology Is Evolving [ Електронний ресурс ]: https://www.pewtrusts.org/en/research-and-analysis/issuebriefs/2016/02/the-smart-grid-how-energy-technology-is-evolving.
10. Жураковський Б.Ю. Комп’ютерні мережі. Навчальний посібник для виконання лабораторних робіт [Електронний ресурс] / Б. Ю. Жураковский, І. О. Зенів // КПІ ім. Ігоря Сікорського. – 2020. – 213 с. – Режим доступу до ресурсу: https://classroom.google.com/u/0/c/MTQ1MDk5NzA3OTQ1?hl=ru
11. Еталонні моделі сервіс орієнтованої архітектури за рекомендаціями OASIS (http://soa.skatin.ru/soa-rm-csru.pdf);
12. EDA как очередная инкарнация SOA, Леонид Черняк, ж. Открытые системы, М. №4, 2012
(http://www.osp.ru/os/2006/09/3776459/)
13. Проектування ІоТ [ Електронний ресурс ]: https://www.slideshare.net/ssuserf405bc/iot-79608563
14. Беркман Л.Н. Теорія передачі та обробки даних в інфокомунікаціях: навчальний посібник / Л.Н. Беркман, Б.Ю. Жураковський, А.О. Макаренко//. − К.: ДУТ, 2015. – 160 с. – Режим доступу до ресурсу: http://www.dut.edu.ua/ru/lib/1/category/1090/view/859
15. James Manyika, Michael Chui, Peter Bisson, Jonathan Woetzel, Richard Dobbs, Jacques Bughin, Dan Aharon. Unlocking the potential of the Internet of Things (Report McKinsey Global Institute June 2015). URL: http://www.mckinsey.com/business-functions/business-technology/our-insights/the-internet-of-things-the-value-of-digitizing-the-physical-world/
16. The Next Industrial Revolution: A Manufacturing Leadership White Paper Sponsored by Microsoft How the Internet of Things and Embedded, Connected, Intelligent Devices will Transform Manufacturing — A Manufacturing Leadership White Paper, Frost&Sullivan. — 2016. — P. 1–12.
17. Денисенко В.В. Компьютерное управление технологическим процессом, экспериментом, оборудованием. М.:Горячая линия – Телеком, 2009. – 608 с.
18. Електронний ресурс: http://www.aiportal.ru/articles/multiagent-systems/agent-classification.html
19. Основина О. Н. Мультиагентная система оценки и прогнозирования надежности АСУ // Труды II школы семинара молодых ученых «Управление большими системами». Воронеж, 2007. – С. 168-176.
20. Что такое корпоративная сервисная шина? Електронний ресурс:
https://www.netinbag.com/ru/internet/what-is-an-enterprise-service-bus.html
21. ЩО ТАКЕ ХМАРНІ СЕРВІСИ ТА ЯК ВОНИ ДОПОМАГАЮТЬ БІЗНЕСУ? Електронний ресурс:
https://gigacloud.ua/blog/navchannja/scho-take-hmarni-servisi-ta-jak-voni-dopomagajut-biznesu
22. Л. Б. Самойленко. МОЖЛИВОСТІ ТА ПРОБЛЕМИ ЗАСТОСУВАННЯ ТЕХНОЛОГІЙ BIG DATA ВІТЧИЗНЯНИМИ КОМПАНІЯМИ. Електронний ресурс:
http://www.economy.nayka.com.ua/pdf/1\_2018/59.pdf
23. Мобільні КФС (кібер-фізичні системи). Електронний ресурс: https://vseosvita.ua/library/mobilni-kfs-kiber-fizicni-sistemi-328656.html
24. Індустрія 4.0. Цена вопроса для Украины. Електронний ресурс: https://inventure.com.ua/news/ukraine/industriya-4.0-cena-voprosa-dlya-ukrainy
25. Яремко І.М. Імовірнісні характеристики центрів обробки даних і резервування / І.М. Яремко, В.В. Турупалов, І.О. Молоковский // Наукові праці інституту проблем модулювання в енергетиці ім. Г.Є. Пухова «Моделювання та інформаційні технології».– Київ,2011р. – Випуск 60.– C.141-146.
26. Курочкіна М. Г. Блокчейн – новітня технологія криптографії в цифровому світі. Світ телекомунікації та інформатизації: матеріали Міжнародної науково-технічної конференції студентства Державного університету телекомунікацій. Київ: ДУТ, 2017. C. 209–212. Режим доступу: http://www.dut.edu.ua/uploads/n\_5218\_58757739.pdf
Інформаційні ресурси
http://ist.kpi.ua/syllabus/uk/Teachers ; GOOGLE Disc викладача
Навчальний контент
Методика опанування навчальної дисципліни (освітнього компонента)
№ лекції |
Назва теми лекції та перелік основних питань (перелік дидактичних засобів, посилання на літературу та завдання на СРС) |
Розділ 1 Основні поняття інформаційної архітектури організації Тема 1.1 Введення. Структура курсу. Поняття ІС корпоративного рівня. Класифікація інформаційних систем. Структура комп’ютерних ресурсів світу. Суперміні комп’ютери та квантовий комп’ютер. Система єдиного часу. Типи комп’ютерних мереж в ІТ середовищі. Телекомунікаційна та прикладна мережі та особливості їх застосування в ІС організації. Паттерни мережевої архітектури. Питання безпеки інформаційного середовища.
|
|
Тема 1.2. Сучасні тенденції створення ІТ – систем. Два класи організації інформаційної архітектури – з “периметром захисту” та з “розподіленими реєстрами“. Особливості побудови Інтернету речей (ІоТ). Поняття архітектури інформаційної системи організації. Основні характеристики і компоненти ІТ архітектури корпоративного рівня. Залежність функціональності компонентів архітектури від бізнес-стратегії організації. Ієрархічність прикладних мереж. Три базові прикладні архітектури організації прикладних систем. Тема 1.3. Універсальні моделі прикладних даних та додатків. Принцип «блокування» в ІТ середовищі. Динамічність рівня даних, рівня програм, рівня інтерфейсів. Три рівні проектування ІС. Базові архітектури ІС систем. ІС системи із зворотнім зв’язком. Мережеві БД та їх складові. Типові SQL-запити та запити довільної структури.
Література: [БЛ: 1,3-4,6,11: ДЛ: 1-3,6,14,26], |
|
Тема 1.4 Технологія «клієнт - сервер» та її варіанти реалізації для «товстого», «тонкого» та «надтонкого» клієнтів. Переваги та недоліки. Особливості ліцензування. Застосування серверів транзакцій для балансування навантаження на сервери. Залежність від версій ОС та версій *.dll бібліотек. “Успадковані» додатки та їх особливості. Тема 1.5. Корпоративні інформаційні системи (КІС), їх структура та складові. Класифікація КІС та структурні рівні. Інформаційно-управляючі системи. Роль ПЗ проміжного шару (Middleware). Програмні інтерфейси доступу до операційних БД – ODBC, DAO, ADO. ADO.NET, що орієнтована на розробку багаторівневих додатків корпоративного масштабу. Бібліотеки драйверів СУБД. «Джерело даних» для застосунків.
Література: [БЛ: 2-4, 7-8,10/ ДЛ: 3,6,10,14] |
|
Розділ 2. Системи зберігання даних Тема 2.1. Апаратно дискові системи та RAID – технологія. Рівні організації дублювання даних. Прикладне призначення рівнів. Переваги та недоліки. RAID – контролери. Основні архітектури систем зберігання даних на основі RAID. Базові рівні RAID. Системи зберігання DAS, NAS, SAN, переваги та недоліки. Особливості застосування в корпоративній ІС. Апаратні засоби резервування, приклади архітектури. Ієрархія дискових масивів RAID. Технологія Hot Swap. Тема 2.2. Програмні засоби зберігання даних. Сховище даних і транзакційні БД. Реплікація даних і Система єдиного часу. Сервери бекапа. Системи резервного копіювання. Загальна архітектура сховищ даних (СХД). Відмінності СХД від операційних БД. Базові складові архітектури сховища даних. Приклади архітектури СХД з проміжним вузлом обробки та для промислового підприємства. Тема 2.3 Комп’ютерні кластери. Кластери високої доступності, кластери балансування, обчислювальні кластери. Grid – системи. Кластери БД, кластери для розподілених додатків. Особливості організації багато вузлових кластерів.
Література: [БЛ: 1-4, 6-10/ ДЛ: 3,6,14] |
|
Розділ 3. Системи з розподіленими додатками Тема 3.1 Віддалений виклик процедур (RPC). Призначення та основні властивості. Проблеми передачі обробки програм між комп’ютерами. Серелізація та десерелізація програмних кодів. Архітектура управління об’єктами (ОМА). Призначення та компоненти. Тема 3.2 Доступ до розподілених додатків в гетерогенному середовищі. Брокери запитів. Їх функції і особливості. Архітектури брокера запитів об'єктів (CORBA). Місце CORBA в семирівневій моделі OSI. Об'єктна модель CORBA. Схема функціонування компонентів ORB. Структура інтерфейсу об'єктного брокера. Головна функція об'єктного адаптера та основні завдання. Об'єкти додатків та об’єктні сервіси. Тема 3.3. Доступ до розподілених додатків в гомогенному середовищі. Служби черги повідомлень Microsoft (MSMQ). Базові компоненти архітектури MSMQ. Брокер (кластер) черги повідомлень. Планувальник карти портів (Port Mapper). Служби черги повідомлень. Технологія черги повідомлень MSMQ. Основні компоненти системи обміну повідомленнями. Функції Менеджера безпеки.
Література: [БЛ: 1; 3- 4,6,11,14/ ДЛ: 6,10,16,17] |
|
Розділ 4. Системи управління підприємством Тема 4.1. Методологія управління системами підприємства. Системи ERP (ERPII), BPM, RCM II. ERP-система, як монолітна модульна ІС. Переваги та недоліки. Властивості ERP – систем. Функціональні компоненти. ERPII – система розподіленої обробки даних та інформації. ERP-II — розширення ERP системи за контури виробництва (ERP + CRM + B2B + DSS + SCM+ PLM и т. п.). Основна мета BPM систем. Методологія RCM. RCM II – системи забезпечення надійності обладнання.
|
|
Тема 4.2 Інструментарій для управління – системи MRP, MES, CRM, ECM, BI. Призначення MES систем та їх функціональність. Типова функціональність CRM систем. Класифікація CRM за рівнем обробки інформації. Локальна та хмарна CRM. ECM- система управління контентом підприємства. Системи інтелектуального аналізу даних ВІ. Тема 4.3 Системи В2В, В2С, C2C, B2G - бізнес-моделі інтерактивної взаємодії з суміжниками, поставщиками, покупцями та державними органами влади. Синхронізація інформаційних ресурсів та інтерфейсів. Тема 4.4 Узагальнена структура інформаційних технологій підприємства. Автоматизовані системи технологічної підготовки виробництва (Computer Aided Engineering – CAE); DSS (Decision Support Systems) – система підтримки прийняття рішень. SCADA системи диспетчерського управління. Порівняння систем ERP та ERPII.
Література: [БЛ: 3-6,8-10,15/ ДЛ: 4-6,9,14-15,22,24] |
|
Розділ 5. Промисловий Інтернет речей Тема 5.1 Індустріальний ІоТ (IIoT) - структура забезпечення поглибленої оптимізації техпроцесів. Мережа інтелектуальних пристроїв, підключених до систем, які відстежують, збирають, обмінюються та аналізують дані. ІІоТ – технологія цифрових підприємств Індустрія 4.0. Проблеми обробки та зберігання Великих даних ІІоТ на підприємствах з безперервним циклом виробництва. Очищення «сирих» даних у реальному часі для достовірної аналітики ВД..
Література: [БЛ: 5, 8-10,13,18,22,24/ ДЛ: 3,4,8,13,16-17] |
|
Тема 5.2 Архітектурні компоненти ІІоТ - безпровідні мережі, маршрутизатори, шлюзи, сенсори з мережевими адаптерами, інтернет Інтернет роботизованих речей (IoRT), адаптивна мережева структура, яка керована подіями, що генеруються різними системами, «цифрові двійники», «промислові хмари». Industrial Cloud як складова ІІоТ. Компоненти – «крайній шлюз» та шлюз ІоТ, «крайні вузли». Програмно-конфігуровані мережі в ІІоТ. Тема 5.3 Склад промислової екосистеми IIoT. Сучасні цифрові сенсори та актуатори. Бездротові маршрутизатори та шлюзи. Хмарні ресурси. Цифрові моделі виробу та моделі виробництва. Інфраструктура ІІоТ. Базові технології ІІоТ. Системи управління даними про продукти (PDM). Технологія «Управління життєвим циклом виробу» (PLM). MQTT як основний протокол обміну повідомленнями в IIoT. Промисловий Ethernet, Modbus та Profibus, Zigbee. протоколи на базі стандарту IЕЕЕ 802.15.4. та СоАР. Протоколи міжмашинного зв'язку та D2D, М2М та його хмарного клону М2М2А.
Література: [[БЛ: 5, 8-10,13,18,22,24/ ДЛ: 3,4,8,13,16-17] |
|
Тема 5.4 Кіберфізичні виробничі системи (CPPS) та їх інтелектуальність. Цифрове моделювання виробничих процесів. Інтелектуальний автоматичних аналіз і прогнозування виробничих процесів. Заміна класичної автоматизованої піраміди управління в індустрії на адаптивну мережу з цифрових моделей, що включає децентралізовано організовані та автоматизовані послуги. Проблема забезпечення своєчасного та правильного відображення необхідної інформації. Проблема кібербезпеки, сертифікація кінцевих пристроїв за стандартом IEC 62433.
Література: [БЛ: 5, 19-22,24/ ДЛ: 5,7,16,23] |
|
Розділ 6. Інтеграція інформаційних систем Тема 6.1 Типова структура інтеграційної системи. Види інтеграції. Особливості Інформаційно-орієнтованої інтеграції. Сервісно-орієнтована інтеграція, що спирається на слабозв'язану архітектуру, орієнтовану на SOA. . Три рівня Процесно-орієнтованої інтеграції. BPEL - мова виконання бізнес-процесів. П’ять складових процесу інтеграції. Тема 6.2 Шість базових рівнів інтеграції інформаційних систем. Особливості їх застосування. Використання інструментів ETL (extract, transfer, load) і засобів управління метаданими. Інтеграція на рівні компонентів – технологія інтеграції успадкованих додатків. Інтеграція на рівні композитних додатків – інструмент для взаємодії декількох сервісів. Інтеграція на рівні інтерфейсів. Інтеграція на рівні бізнес-процесів з використанням Загальної шини підприємства (ESB). Віртуалізація сервісів. Використання адаптерів та АРІ. Роль ПЗ проміжного шару (Middleware). WEB інтеграція та її особливості. Сім принципів Web-інтеграції. Проблеми Web - безпеки в Інтернеті.
|
|
Тема 6.3 Портальні технології. Призначення та логічна структура порталу. Класифікація порталів. Сервіси і служби порталу. Портали організації – внутрішній (BackEnd) та зовнішній (FrontUp). Завдання та можливості корпоративного порталу. Функціональні шари в архітектурі порталу. Застосування технології портлетних вікон. Вимоги до реалізації системи сервісу і служб порталу. Функції порталу в структурі «периметру безпеки». Тема 6.4 Додаткові технології інтеграції. Функціональна інтеграція – засіб, що забезпечує взаємодію крос-платформних додатків (application-to-application, A2A). Використання на базі брокерних архітектур CORBA, DCOM. Застосування RPC та віддалених викликів Java (RMI), проміжного ПЗ, що орієнтоване на повідомлення (МОМ). Web-служби для інтеграції слабко зв'язаних додатків. Тема 6.5 Інтеграція виробничих систем. Інтеграція на рівні АСУТП. Складові АСУТП. Розподілені системи управління (DCS), Системи протиаварійного захисту (ESD), PLC. SCADA - система диспетчерського управління і збору даних. Іх завдання. Інтеграція інформаційно-управляючих систем (ІУС) та її компоненти. Мікропроцесорні мережі збору і обробки. Інтеграція на рівні ресурсів підприємства (ERP / ERP II).
Література: [БЛ: 5-6,12-14,22/ ДЛ: 3,11-12,16] |
|
Розділ 7. CASE методи розробки ІС. Системи документообігу Тема 7.1 Моделі розробки ІС. Каскадна та спіральна моделі розробки. Схема реального процесу розробки. Переваги та недоліки. Версії проекту. Методологія RAD швидкої розробки проектів. Основні принципи. Обмеження та умови RAD проєктування. Тема 7.2 Системи електронного документообігу (СЕД). Види СЕД. Принципи і функціональність електронного документообігу. Електронний цифровий підпис та Кваліфікований електронний підпис. Особливості систем технічного документообігу.
|
|
Розділ 8. SOA технології та моделі Тема 8.1 Базові технології SOA. SOA першого покоління, яке базується на композиції веб-сервісів (служб). SOA другого покоління, яке базується на поєднанні мікросервісів та контейнерів. Модель, орієнтована на повідомлення (МОМ). Модель, орієнтована на сервіси (SOM). Модель, орієнтована на ресурси (ROM). Сервісна модель з брокером. Оркестровка та хореографія для координації та управління веб-сервісів. Grid – технологія для паралельної обробки даних. Тема 8.2 Архітектура, що управляється подіями (EDA). Структура системи з брокером повідомлень. Технологія та архітектура EDA. Приклади мереж EDA. Архітектури SOA та веб-сервіси, керовані подіями.
Література: [БЛ: 1,3- 4, 8,15,15/ ДЛ: 3,11-12,14] |
|
Тема 8.3 SOA. Інтеграція на рівні даних. Інтеграція на рівні інтерфейсів. Загальна шина підприємства. ESB, як проміжний шар ІС. Сервіси ESB. 5-ти рівнева структура ESB і функції. Балансування навантаження через ESB. Базові компоненти ESB. Ролі серверу обміну повідомленнями та адаптерів. Стандарти WSDL - для опису інтерфейсів, SOAP - для опису формату повідомлень, UDDI - для створення каталогів сервісів. Функції брокера повідомлень. Ключові можливості ESB. Тема 8.4 Друге покоління SOA - поєднання мікросервісів та контейнерів. Нові функції SOA. Порівняння процесів віртуалізації і контейнеризації. Хмарні контейнери типу Docker. Проблеми реалізації мікросервісів. Концепція DevOps.
|
|
Розділ 9. Хмарні обчислення Тема 9.1 Рівні Cloud Computing. Структура базових сервісів IaaS, PaaS, SaaS, DaaS. Сервіси, які розвиваються - ІІоТ ( Industrial Internet of Things); PaaS (Piople as a Servis). Рівні управління ресурсами сервісів. Європейська відкрита науково-дослідницька хмара – проєкт European Open Science Cloud for Research (EOSC). Тема 9.2 Ключові якості хмарних технологій. Обов'язкові характеристики сервісів хмарних обчислень. Ризики застосування. Основні концепції та аспекти IaaS. Основні компоненти PaaS. Функціональні вимоги постачальників PaaS. Вимоги до безпеки SaaS-додатків. Клієнти базових сервісів. Архітектура Eucalyptus. Структура ПЗ для серверів обробки Периметру та для SQL-серверів. Тема 9.3 Приватна хмара та її особливості. Структура приватної хмари організації. Особливі функції «периметру» приватної хмари. Застосування “приватної хмари” в середовищі Industrial IoT. Промислові хмари як розвиток концепції приватної хмари. Структура Industrial Cloud. Хмарний клон М2М у вигляді технології М2М2А. Спеціалізовані шлюзи для інтелектуальних роботизованих систем, що переміщуються. Штучний інтелект для Промислової хмари. Тема 9.4 Ієрархія хмарних, туманних і росистих обчислень. Туманні технології (Fog computing). Основні характеристики туманних обчислень. Концепція росистих обчислень. Переваги та недоліки туманних обчислень.
Література: [БЛ: 5-6,8,13,16-17,22 / ДЛ: 5,7,16, 21,25] |
|
Розділ 10. Кібер-фізичні системи (CPS) Тема 10.1 Область застосування CPS. Основне призначення. Головний принцип роботи. як система інтеграції фізичного та кібер просторів. Роль CPS в середовищі ІІоТ. Штучний інтелект і машинне навчання (ML) в CPS. CPS в розподіленому середовищі Smart City. “Розумна вода», «Розумне тепло», «Розумна енергія» як приклади CPS. Схожість архітектур CPS та ІоТ. Цифрові абстракції та методи моделювання, проектування та аналізу для інтегрованого цілого. Тема 10.2 Складові індустріальної кіберфізичної системи (CPPS). Основні характеристики. Переваги та недоліки. CPPS - системи для децентралізованого контролю і управління виробництвом. Повсюдні обчислення (Ubiquitous computing (UC)) як складова CPPS. Сфери застосування індустріальних кіберфізичних систем. Еволюційна група компонент. Створення систем захисту від кіберфізичних атак через «розподілені реєстри». Блокчейн – новітня технологія криптографії в цифровому світі для захисту об’єктів ІоТ - середовища.
Література: [БЛ: 8,13,16,18-21,24,25/ ДЛ: 7-8, 13,15-16,18,22-23,26] |
|
Тема 10.3 Розумне виробництво (Smart Manufacturing, SM). Виробничий інтелект (Manufacturing Intelligence, MI) в SM. Особливості SM, адаптивність до вхідної сировини та заданих параметрів техпроцесів. Розумні машини (Smart Machines) та їх відмінності. Промислові роботи нового інтелектуального покоління. Цифрові двійники технологічних процесів і продуктів виробництва. Масове виробництво за індивідуальними замовленнями. Візуалізація симуляції технологічних процесів в цифровому двійнику заводу. Еластичні системи управління. Тема 10.4 Діджиталізація виробництва. Цифрові фабрики (Digital Factory). "Розумні" фабрики (Smart Factory) – комплекси «безлюдного виробництва». Віртуальні фабрики (Virtual Factory), наявність інформаційної системи управління з єдиною віртуальною моделлю. Наслідування функцій при їх розвитку. Програмні продукти в цифрових фабриках забезпечують моделювання потоку матеріалів, програмування роботів та віртуальне введення в експлуатацію. Використання цифрового макета (Digital Mock-Up, DMU), цифрового двійника (Smart Digital Twin), цифрового дослідного зразка.
|
Календарне планування лекційних та лабораторних занять
| Номер лекції | Номер практичного заняття | Дата проведення |
|---|---|---|
| Лекція 1 | Заняття 1 | За розкладом |
| Лекція 1,2 | Заняття 1 | За розкладом |
| Лекція 3,4 | Заняття 2 | За розкладом |
| Лекція 5,6 | Заняття 2 | За розкладом |
| Лекція 7,8 | Заняття 3 | За розкладом |
| … | … | … |
| Лекція 17,18 | Заняття 9 | За розкладом |
5. Комп'ютерний практикум
З даної дисципліни передбачається проведення зі студентами комп’ютерного практикуму у вигляді лабораторних занять. Основними цілями занять є:
засвоєння студентами знань з аналізу систем і технологій дисципліни та їх закріплення;
формування у студентів навичок і вмінь з побудови інформаційного середовища корпоративного рівня.
| № з/п | Назва лабораторного практикуму |
|---|---|
| 1 | Лабораторна робота №1 Аналіз об’єкта бізнесового призначення та розробка архітектури його прикладної мережі |
| 2 | Лабораторна робота № 2 Аналіз об’єкта виробничого призначення та розробка архітектури його прикладної мережі |
Самостійна робота студента/аспіранта
Самостійна робота студентів складається з:
- підготовки до on-line занять (лекцій та практик) в ZOOM конференціях.
- виконання контрольних робіт (Telegram “Корпоративні ІСТ“ GOOGLE Disc викладача)
Самостійна робота
|
|
|
|
|
3 |
|
|
2 |
|
|
2 |
|
|
2 |
|
|
2 |
|
|
2 |
|
|
2 |
|
|
2 |
|
|
2 |
|
|
2 |
|
|
2 |
|
|
2 |
|
|
2 |
|
|
2 |
|
|
2 |
|
|
2 |
|
|
2 |
|
|
2 |
|
|
2 |
|
36 |
Політика та контроль
Політика навчальної дисципліни (освітнього компонента)
Форми організації освітнього процесу, види навчальних занять і оцінювання результатів навчання регламентуються Положенням про організацію освітнього процесу в Національному технічному університеті України «Київському політехнічному інституті імені Ігоря Сікорського».
Політика виставлення оцінок: кожна оцінка виставляється відповідно до розроблених викладачем та заздалегідь оголошених студентам критеріїв, а також мотивується в індивідуальному порядку на вимогу студента; у випадку не виконання студентом усіх передбачених навчальним планом видів занять (атестаційних контрольних робіт, реферату) до екзамену він не допускається; пропущені заняття обов’язково мають бути відпрацьовані.
Відвідування не є обов'язковим. Якщо студент не може бути присутніми на заняттях, він все одно несете відповідальність за виконання завдань, що проводились на практичному занятті.
Порядок зарахування пропущених занять. Відпрацювання пропущеного заняття з лекційного курсу здійснюється шляхом вивчення відеолекцій за відповідною темою. Відпрацювання лабораторного заняття здійснюється шляхом самостійного виконання завдання і його захисту відповідно до графіку консультацій викладача.
Лабораторні реалізуються шляхом підготовки і захисту лабораторної за відповідною темою у вигляді презентації, а сама лабораторна пересилається у вигляді файлу для перевірки викладачу через E-mail.
Політика академічної поведінки та доброчесності: конфліктні ситуації мають відкрито обговорюватись в академічних групах з викладачем, необхідно бути взаємно толерантним, поважати думку іншого. Плагіат та інші форми нечесної роботи неприпустимі. Всі індивідуальні завдання та курсову роботу студент має виконати самостійно із використанням рекомендованої літератури й отриманих знань та навичок. Цитування в письмових роботах допускається тільки із відповідним посиланням на авторський текст. Недопустимі підказки і списування у ході захисту лабораторних робіт, на контрольних та на іспиті.
Норми академічної етики: дисциплінованість; дотримання субординації; чесність; відповідальність; робота в аудиторії з відключеними мобільними телефонами. Повага один до одного дає можливість ефективніше досягати поставлених командних результатів. При виконанні лабораторних робіт студент може користуватися ноутбуками. Проте під час лекційних занять та обговорення завдань лабораторних робіт не слід використовувати ноутбуки, смартфони, планшети чи комп’ютери. Це відволікає викладача і студентів групи та перешкоджає навчальному процесу. Якщо ви використовуєте свій ноутбук чи телефон для аудіо- чи відеозапису, необхідно заздалегідь отримати дозвіл викладача.
Дотримання академічної доброчесності студентів й викладачів регламентується кодекс честі Національного технічного університету України «Київський політехнічний інститут», положення про організацію освітнього процесу в КПІ ім. Ігоря Сікорського.
Види контролю та рейтингова система оцінювання результатів навчання (РСО)
Розподіл балів, які отримують студенти на заняттях
| Види контролю | бали |
|---|---|
| Виконання 2-х лабораторних | 20х2=40 |
| Атестаційні контрольні (2 роботи) | 15х2=30 |
R=(30+40)*0,6=42
Календарний контроль: провадиться двічі на семестр як моніторинг поточного стану виконання вимог силабусу.
На першій атестації (8-й та 9-й тиждень) студент отримує «зараховано» і 15 балів. Також проводяться лабораторні роботи відповідно розкладу комп’ютерного практикуму. За результатами 13 тижнів навчання максимально можлива кількість балів – 35 балів. На другій атестації (14-й тиждень) студент отримує “зараховано ” і 15 балів, якщо його поточний рейтинг не менше 20 балів. За зараховану лабораторну студент отримує - 20 балів.
Семестровий контроль: екзамен
Умови допуску до семестрового контролю: семестровий рейтинг мінімум 35 балів.
На екзамені студент може отримати максимум 30 балів.
повна відповідь - 30;
часткова відповідь - 20…29;
незадовільна відповідь - 0.
Таблиця відповідності рейтингових балів оцінкам за університетською шкалою:
| Кількість балів | Оцінка |
| 100-95 | Відмінно |
| 94-85 | Дуже добре |
| 84-75 | Добре |
| 74-65 | Задовільно |
| 64-60 | Достатньо |
| Менше 60 | Незадовільно |
| Не виконані умови допуску (<30) | Не допущено |
Додаткова інформація з дисципліни (освітнього компонента)
Перелік об’єктів для лабораторних робіт
І. Аналіз об’єкта виробничого призначення та розробка архітектури його прикладної мережі
Технологічний процес переробки насіння соняшника
Технологічний процес переробки газу і супутньої нафти
Технологічний процес перекачки газу
Технологічний процес розподілу газу
Техпроцес складування, зберігання та відправка товарів для автоматизованого складу
ІІ. Аналіз об’єкта бізнесового призначення та розробка архітектури його прикладної мережі
Технологічний процес роботи Інтернет-магазину, на прикладі MakeUp»
Технологічний процес сервісів поштових кореспонденцій в системі типу «Нова пошта»
Робочу програму навчальної дисципліни (силабус):
Складено доцентом кафедри ІСТ, к.т.н., доцент, Тимошин Юрій Афанасійович
Ухвалено кафедрою ІСТ (протокол №13 від 15.06.2022р)
Погоджено Методичною комісією факультету (протокол №13 від 15.06.2022р)
