Системна інженерія - Робоча програма навчальної дисципліни (Силабус)
Реквізити навчальної дисципліни
| Рівень вищої освіти | Перший (бакалаврський) |
|---|---|
| Галузь знань | 12 Інформаційні технології |
| Спеціальність | 126 Інформаційні системи та технології |
| Освітня програма | Інтегровані інформаційні системи |
| Статус дисципліни | Нормативна |
| Форма навчання | заочна/дистанційна |
| Рік підготовки, семестр | 2 курс, весняний семестр |
| Обсяг дисципліни | 4 кредити (120 годин (10 – лекції, 10 – лабораторні, 100 - СРС)) |
| Семестровий контроль/ контрольні заходи | екзамен, модульний контроль |
| Розклад занять | http://rozklad.kpi.ua/Schedules/ScheduleGroupSelection.aspx |
| Мова викладання | українська |
| Інформація про керівника курсу / викладачів | Лектор, лабораторні заняття: Бердник Юрій Михайлович, berdniky@gmail.com моб. (096) 192-66-71 |
| Розміщення курсу | https://do.ipo.kpi.ua/course/view.php?id=251 |
Програма навчальної дисципліни
Опис навчальної дисципліни, її мета, предмет вивчання та результати навчання
Силабус освітнього компонента «Системна інженерія» складено відповідно до освітньої програми підготовки бакалаврів «Інтегровані інформаційні системи» спеціальності 126 -Інформаційні системи та технології.
Метою навчальної дисципліни є формування та закріплення у студентів наступних компетентностей: (КС1) Здатність аналізувати об’єкт проектування або функціонування та його предметну область; (КС3) Здатність до проектування, розробки, налагодження та вдосконалення системного, комунікаційного та програмно-апаратного забезпечення інформаційних систем та технологій, Інтернету речей (ІоТ), комп’ютерно-інтегрованих систем та системної мережної структури, управління ними; (КС4) Здатність проектувати, розробляти та використовувати засоби реалізації інформаційних систем, технологій та інфокомунікацій (методичні, інформаційні, алгоритмічні, технічні, програмні та інші); (КС7) Здатність застосовувати інформаційні технології у ході створення,впровадження та експлуатації системи менеджменту якості та оцінювати витрати на її розроблення та забезпечення; (КС9) Здатність розробляти бізнес-рішення та оцінювати нові технологічні пропозиції; (КС15) Здатність аналізувати відомі реалізації компонентів нижнього рівня інформаційних систем з урахуванням вимог технологічних та бізнес-процесів, виконувати синтез контролерів, регуляторів, давачів, виконавчих пристроїв, будувати адекватні моделі нижнього рівня ієрархії інформаційних систем та здійснювати їх інтеграцію.
Предмет дисципліни: загальновизнані методології і сучасні технології створення інженерно-насичених систем технічного і соціально-технічного характеру різного ступеня складності.
**Програмні результати навчання, на формування та покращення яких спрямована дисципліна: (**ПРН 5) Аргументувати вибір програмних та технічних засобів для створення інформаційних систем та технологій на основі аналізу їх властивостей, призначення і технічних характеристик з урахуванням вимог до системи і експлуатаційних умов; мати навички налагодження та тестування програмних і технічних засобів інформаційних систем та технологій; **(**ПРН 7) Обґрунтовувати вибір технічної структури та розробляти відповідне програмне забезпечення, що входить до складу інформаційних систем та технологій; **(**ПРН 12) Застосовувати знання складу, структури, принципів реалізації та функціонування інформаційно-керуючих систем та виконувати розроблення, підтримку та супроводження інформаційних та програмно-технічні засобів, оцінювати ефективність використання інформаційно-керуючих систем на підприємствах; **(**ПРН 18) Демонструвати знання базових компонентів всіх рівнів інтегрованої інформаційної системи, проводити дослідження характеристик компонентів та системи в цілому у відповідності до життєвого циклу та стандартів системної інженерії.
Пререквізити та постреквізити дисципліни
Для успішного засвоєння дисципліни студент повинен володіти освітніми компонентами «Історія науки і техніки», «Практичний курс іноземної мови», «Фізика», «Спеціальні розділи математики», «Програмування». Компетенції, знання та уміння, одержані в процесі вивчення освітнього компонента є необхідними для подальшого вивчення освітніх компонентів «Технології розроблення програмного забезпечення», «Інфраструктура інформаційних технологій», «Теорія систем та системний аналіз», «Інформаційно-керуючи системи» та «Проектування інформаційних систем».
Зміст навчальної дисципліни
Розділ 1.
Тема 1.1. Системна інженерія і сучасні системи.
Тема 1.2. Ландшафт системної інженерії.
Тема 1.3. Структура складних систем.
Тема 1.4. Процес розробки системи.
Тема 1.5. Управління системною інженерією.
Розділ 2.
Тема 2.1. Аналіз потреб.
Тема 2.2. Дослідження концепції.
Тема 2.3. Визначення концепції системи.
Тема 2.4. Аналіз та підтримка прийняття рішень.
Розділ 3.
Тема 3.1. Ескізне проектування.
Тема 3.2. Інженерія програмних систем.
Тема 3.3. Технічне проектування.
Тема 3.4. Комплексування і атестація.
Тема 3.5. Виробництво.
Тема 3.6. Експлуатація і супровід.
Навчальні матеріали та ресурси
Базова література
1. Основи системної інженерії: навч. посіб. для студ. Спеціальності 131 «Прикладна механіка» / Г. О. Кривов, С. Г. Кривова, К. О. Зворикін, О. Є. Зубаньов; КПІ ім. Ігоря Сікорського. – Київ: КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2022. – 322 с.
Додаткова література
1. Systems Engineering Handbook NASA/SP-2007-6105 Rev1, December 2007.
2. Systems Engineering Handbook, version 2a. Systems Engineering Fundamentals. Defense Acquisition University Press, 2001.\
3. Derek Hitchins, World Class Systems Engineering, 1997.
4. Guide to the Systems Engineering Body of Knowledge (SEBoK) 2.0 / Robert Cloutier, Editor in Chief. — San Diego, CA: International Council on Systems Engineering (INCOSE), 2019.
5. Gianni, D. et al. Modeling and Simulation-Based Systems Engineering Handbook, CRC Press, 2014.
6. NASA (2013) NASA Systems Engineering Processes and Requirements NPR 7123.1B, April 2013 NASA Procedural Requirements.
7. Parnell, G.S., Driscoll, P.J., Henderson, D.L. (eds.), Decision Making in Systems Engineering and Management, 2nd. ed., Hoboken, NJ: Wiley, 2011.
8. Delligatti, Lenny (2013). SysML Distilled: A Brief Guide to the Systems Modeling Language. Addison-Wesley Professional. ISBN 978-0-321-92786-6.
9. Friedenthal, Sanford; Moore, Alan; Steiner, Rick (2016). A Practical Guide to SysML: The Systems Modeling Language (Third ed.). Morgan Kaufmann / The OMG Press. ISBN 978-0-12-800202-5..
Навчальний контент
Методика опанування навчальної дисципліни (освітнього компонента)
Лекційні заняття.
| № з/п | Назва теми лекції та перелік основних питань |
|---|---|
| 1 | Тема 1.1. Системна інженерія і сучасні системи. Що таке системна інженерія? Походження системної інженерії. Приклади систем, які потребують системного інженера. Системна інженерія як професія. Модель розвитку кар'єри системного інженера. Сила системної інженерії. Література: основна література – 3, 4; додаткова – 3. |
Тема 1.2. Ландшафт системної інженерії. Точка зору системного інженера. Представлення в системній інженерії. Предметні області, пов'язані з системами. Сфери діяльності, пов'язані з системною інженерією. Підходи системної інженерії. Системна інженерія. Дії та результати. Література: основна література – 1,4; додаткова – 2, 5. |
|
| 2 | Тема 1.3. Структура складних систем. Складові частини і інтерфейси системи. Ієрархія складних систем. Складові частини системи. Оточення системи. Інтерфейси і взаємодії. Складність в сучасних системах. Література: основна література – 2; додаткова – 1. |
Тема 1.5. Процес розробки системи. Застосування системної інженерії протягом життєвого циклу системи. Життєвий цикл системи. Література: основна література – 4, 5; додаткова – 6. |
|
| 3 | Тема 1.5. Процес розробки системи. Еволюційні характеристики процесу розробки. Метод системної інженерії. Випробування протягом розробки системи. Література: основна література – 4, 5; додаткова – 6. |
Тема 1.6. Управління системною інженерією. Управління розробкою системи і ризиками. Ієрархічна структура робіт. План управління системною інженерією. Управління ризиком. Організація системної інженерії. Література: основна література – 1; додаткова – 2, 3. |
|
| 4 | Тема 2.1. Аналіз потреб. Виникнення нової системи. Системний аналіз. Аналіз функціонування. Оцінка здійсненності. Валідація потреб. Вимоги призначення системи. Література: основна література – 2, 4; додаткова – 3, 6. |
Тема 2.2. Дослідження концепції. Розробка вимог до системи. Аналіз вимог призначення. Визначення вимог до показників функціонування. Дослідження концепцій реалізації. Валідація вимог до показників функціонування. Література: основна література – 1, 6; додаткова – 3. |
|
| 5 | Тема 2.3. Визначення концепції системи. Визначення концепції системи. Аналіз вимог до показників функціонування. Аналіз функціонування і формування функціональних вимог. Прив'язка функцій. Вибір концепції. Валідація концепції. Планування розробки системи. Побудова архітектури системи. Мови системного моделювання. Моделе-орієнтована системна інженерія. Специфікація функціональних вимог до системи. Література: основна література – 2, 4; додаткова – 2, 3. |
| 6 | Тема 2.4. Аналіз та підтримка прийняття рішень. Прийняття рішень. Моделювання протягом розробки системи. Статичне моделювання для прийняття рішень. Література: основна література – 1, 4; додаткова – 2, 3. |
Тема 2.4. Аналіз та підтримка прийняття рішень. Імітаційне моделювання. Аналіз компромісів. Короткий огляд теорії ймовірностей. Методи оцінювання. Література: основна література – 1, 4; додаткова – 2, 3. |
|
| 7 | Тема 3.1. Ескізне проектування. Зниження ризиків програми. Аналіз вимог. Аналіз функціонування і проектування. Розробка дослідного зразка як методика пом'якшення ризику. Стендові випробування. Зниження ризику.
|
Тема 3.2. Інженерія програмних систем. Подолання складності і абстрактності. Природа розробки програмного забезпечення. Моделі життєвих циклів розробки ПЗ. Розробка концепції ПЗ: аналіз і проектування. Література: основна література – 3, 5; додаткова – 2. |
|
| 8 | Тема 3.2. Інженерія програмних систем. Розробка методами програмної інженерії: кодування і автономне тестування. Інтеграція і тестування ПЗ. Управління програмною інженерією. Література: основна література – 3, 5; додаткова – 2. |
Тема 3.3. Технічне проектування. Реалізація складових частин системи. Аналіз вимог. Аналіз функціонування і проектування. Проектування компонентів. Валідація проектних рішень. Управління конфігурацією. Література: основна література – 3, 4; додаткова – 1, 2. |
|
| 9 | Тема 3.4. Комплексування і атестація. Комплексування, випробування і атестація системи в цілому. Планування і підготовка випробувань. Комплексування системи. Доводчі випробування системи. Натурні випробування і атестація. Література: основна література – 1, 2; додаткова – 2, 4. |
Тема 3.5. Виробництво. Системна інженерія на заводі. Проектування з урахуванням виробництва. Перехід від розробки до виробництва. Виробничі операції. Набуття знань про виробництво. Література: основна література – 2, 3; додаткова – 3, 4. |
|
| 10 | Тема 3.6. Експлуатація і супровід. Установка, технічне обслуговування та модернізація системи. Введення в експлуатацію і перевірка. Супровід під час експлуатації. Суттєві зміни в системі: модернізація. Урахування особливостей експлуатації при розробці системи. Література: основна література – 2, 3; додаткова – 3, 4. |
**
**
Лабораторні роботи
| № з/п | Назва лабораторної роботи |
|---|---|
| 1 | Лабораторна робота № 1. Вибір об’єкта системної інженерії. Мета роботи - обрати об’єкт системної інженерії. |
| 2 | Лабораторна робота № 2. Контекстна діаграма. Мета роботи – навчитися створювати контекстні діаграми. |
| 3 | Лабораторна робота № 3. Діаграма вимог. Мета роботи – навчитися створювати діаграми вимог. |
| 4 | Лабораторна робота № 4. Ієрархічна структура робіт. Мета роботи – навчитися створювати ієрархічну структуру робіт. |
| 5 | Лабораторна робота № 5. Діаграма варіантів використання (прецедентів). Мета роботи – навчитися створювати діаграми варіантів використання. |
| 6 | Лабораторна робота № 6. Діаграма визначення блоків. Мета роботи – навчитися створювати діаграми визначення блоків. |
| 7 | Лабораторна робота № 7. Діаграма діяльності. Мета роботи – навчитися створювати діаграми діяльності. |
| 8 | Лабораторна робота № 8. Діаграма послідовності. Мета роботи – навчитися створювати діаграми послідовності. |
| 9 | Лабораторна робота № 9. Діаграма станів. Мета роботи – навчитися створювати діаграми станів. |
| 10 | Лабораторна робота № 10. Діаграма пакетів. Мета роботи – навчитися створювати діаграми пакетів. |
| 11 | Лабораторна робота № 11. Діаграма внутрішньої структури. Мета роботи – навчитися створювати діаграми внутрішньої структури. |
| 12 | Лабораторна робота № 12. Параметрична діаграма. Мета роботи – навчитися створювати параметричні діаграми. |
Самостійна робота студента
| № з/п | Назва теми, що виноситься на самостійне опрацювання | Кількість годин СРС |
|---|---|---|
| 1 | Підготовка до лабораторних робіт | 45 |
| 2 | Підготовка до МКР | 20 |
| 3 | Підготовка до екзамену | 35 |
Контрольна робота
Метою контрольної роботи є закріплення та перевірка теоретичних знань із освітнього компонента. Модульна контрольна робота (МКР) складається з трьох етапів і проводиться після вивчення матеріалу відповідного розділу та виконання відповідних лабораторних робіт. Вона проводиться шляхом тестування у середовищі LMS Moodle.
Політика та контроль
Політика навчальної дисципліни (освітнього компонента)
Система вимог, які ставляться перед студентом:
- відвідування лекційних та лабораторних занять є обов’язковою складовою вивчення матеріалу;
- на лекції викладач користується власним презентаційним матеріалом;
- викладач використовує LMS Moodle для викладання матеріалу поточної лекції, додаткових ресурсів, лабораторних робіт та інше;
- викладач відкриває доступ до певної директорії LMS Moodle для завантаження електронних звітів з лабораторних робіт;
- на лекції заборонено відволікати викладача від викладання матеріалу. Усі питання студенти задають в кінці лекції у відведений для цього час;
- лабораторні роботи захищаються студентом особисто. Бали за лабораторну роботу враховуються лише за наявності електронного звіту;
- етапи модульної контрольні роботи та семестровий контроль відбуваються шляхом тестування на лабораторних заняттях без застосування допоміжних засобів (мобільні телефони, планшети та ін.) за допомогою програмного забезпечення для контролю та перевірки знань SunRav TestOfficePro Pro або LMS Moodle;
- заохочувальні бали виставляються за: активну участь на лекціях; участь у факультетських та інститутських олімпіадах з навчальних дисциплін, участь у конкурсах робіт, підготовка оглядів наукових праць, презентацій по одній із тем СРС тощо. Кількість заохочуваних балів - не більше 10;
- студенти повинні сумлінно та самостійно (крім випадків, які санкціоновано передбачають групову роботу) виконувати навчальні та дослідницькі завдання, поважати наукові та навчальні здобутки інших, посилатися на джерела, з яких береться інформація, незалежно від того, в якому вигляді вона опублікована – в електронному чи паперовому, у разі виникнення труднощів під час виконання навчальних чи дослідницьких завдань звертатися за санкціонованою допомогою до колег, викладачів та наукових керівників, робити оригінальну роботу для кожної дисципліни, використовувати у науковій та навчальній діяльності тільки надійні та достовірні джерела інформації, нагадувати колегам про неприпустимість порушення академічної чесності;
- неприйнятними у навчальній та науково-дослідницькій діяльності для студентів є:
1) Плагіат – навмисне чи усвідомлене оприлюднення (опублікування), повністю або частково, чужого твору (тексту або ідей) під іменем особи, яка не є автором цього твору, без належного оформлення посилань.
2) Шахрайство, а саме:
- фальсифікація або фабрикація інформації, наукових результатів та наступне використання їх в академічній роботі;
- підробка підписів в офіційних документах (залікових книжках, актах, звітах, угодах тощо);
- використання під час контрольних заходів заборонених допоміжних матеріалів або технічних засобів (шпаргалки, мікронавушники, телефони, планшети тощо);
- посилання на джерела, які не використовувалися в роботі;
- списування (реплікація) при складанні будь-якого виду підсумкового або поточного контролю;
- проходження процедур контролю знань підставними особами;
- здавання або репрезентація різними особами робіт з однаковим змістом як результату навчальної чи наукової діяльності.
3) Несанкціонована співпраця, а саме:
- надання допомоги для здійснення акту академічної нечесності − навмисна чи усвідомлена допомога або спроба допомоги іншому вчинити акт академічної нечесності;
- придбання в інших осіб чи організацій з наступним поданням як власних результатів навчальної та наукової діяльності (звітів, рефератів, контрольних, розрахункових, курсових, дипломних та магістерських робіт, есе, статей, монографій, навчальних посібників тощо).
4) Пропонування чи отримання неправомірної винагороди при оцінюванні результатів успішності, виконання навчальних чи дослідницьких завдань.
5) Використання родинних або службових зв’язків для отримання позитивної або вищої оцінки при складанні будь-якого виду підсумкового контролю або переваг у роботі.
Види контролю та рейтингова система оцінювання результатів навчання (РСО)
Поточний контроль: МКР (3 етапи), виконання та захист лабораторних робіт (12 робіт).
Календарний контроль: провадиться двічі на семестр як моніторинг поточного стану виконання вимог силабусу.
Семестровий контроль: екзамен.
Умови допуску до семестрового контролю: виконані та захищені лабораторні роботи.
Таблиця відповідності рейтингових балів оцінкам за університетською шкалою:
| Бали | Оцінка |
|---|---|
| 100…95 | Відмінно |
| 94…85 | Дуже добре |
| 84…75 | Добре |
| 74…65 | Задовільно |
| 64…60 | Достатньо |
| Менше 60 | Незадовільно |
| є не зараховані лабораторні роботи | Не допущено |
Загальна рейтингова оцінка студента після завершення семестру складається з балів, отриманих за:
виконання та захист лабораторних робіт (12 робіт);
виконання модульної контрольної роботи (МКР) (3 етапи);
результат тестування на екзамені.
| Лабораторні роботи | МКР | Екзамен |
| 36 | 12 | 52 |
Лабораторні роботи
Ваговий бал. Лабораторні роботи 1-12 мають ваговий бал 3. Максимальна кількість балів за всі лабораторні роботи складає 3 бали * 12 робіт = 36 балів.
Критерії оцінювання лабораторних робіт:
бездоганна робота – 3 бали;
є незначні недоліки у підготовці та/або виконанні роботи – 2,5 балів;
є несуттєві недоліки у підготовці та/або виконанні роботи – 2 бали;
є певні недоліки у підготовці та/або виконанні роботи – 1,5 бали;
є суттєві недоліки у підготовці та/або виконанні роботи – 1 бал;
робота відповідає мінімальним вимогам для зарахування – 0,5 балів;
робота не виконана, не захищена або здана невчасно – 0 балів.
Модульна контрольна робота
Ваговий бал. Етапи №№ 1-3 модульної контрольної роботи мають ваговий бал 4. Максимальна кількість балів за всі етапи складає 4 бали * 3 етапи = 12 балів. Вони виконуються після вивчення розділів №№ 1-3 на одному з занять.
Критерії оцінювання модульної контрольної роботи: На етапі модульної контрольної роботи студент відповідає на 40 запитань в середовищі тестування MLS Moodle. Кожне запитання оцінюється від 0 до 0,1 балів. Середній час відповіді – 30 с на одне питання. Питання тесту передбачають одиночну або множинну відповідь.
Форма семестрового контролю – екзамен
Необхідною умовою допуску до екзамену виконані та захищені лабораторні роботи. Ваговий бал екзамену 52 бали.
Критерії оцінювання екзамену: На екзамені студент відповідає на 104 питання в середовищі тестування MLS Moodle. Кожне запитання оцінюється від 0 до 0,5 балів. Середній час відповіді – 30 с на одне питання. Питання тесту передбачають одиночну або множинну відповідь.
Робочу програму навчальної дисципліни (Силабус):
Складено доцент, к.т.н., Сокульський Олег Євгенович, асистент Бердник Юрій Михайлович
Ухвалено кафедрою інформаційних систем та технологій (протокол № 21 від 29.06.2023 р.)
Погоджено Методичною комісією факультету (протокол № 11 від 29.06.2023 р.)
