ПРОЄКТУВАННЯ ІНФОРМАЦІЙНИХ СИСТЕМ - Робоча програма навчальної дисципліни (Силабус)

Реквізити навчальної дисципліни

Програма навчальної дисципліни

1. Опис навчальної дисципліни, її мета, предмет вивчання та результати навчання

** Опис дисципліни. **Курс «проєктування інформаційних систем» включає в себе вивчення методів і сучасної комп'ютерної технології проєктування програмних та інформаційних систем: аналіз взаємозв’язку сутностей, побудову діаграм класів, діаграм діяльності різного роду, визначення відповідних структур даних. В процесі вивчення дисципліни особлива увага приділяється теоретичній трактовці предмету, встановлюється зв‘язок теоретичних знань, вмінь та навичок з технологіями проєктування реальних програмних застосувань, вирішенню загальних проблем, які виникають при проєктуванні та розробці програмного забезпечення. Особлива увага приділяється вивченню архітектурних шаблонів (патернів) на бізнес-рівні (операційна стратегія, MRP, JIT/Lean), рівні застосувань (Раціональний Уніфікований процес, канонічне і типове проєктування) і інфраструктурному рівні проєктування ІС.

** Предмет навчальної дисципліни: ** основні поняття архітектури підприємства, знайомство з мовою моделювання архітектури підприємства ArchiMate і мовою опису сервіс-орієнтованої архітектури SoaML, архітектурні шаблони для розподілених систем (Клієнт-сервер, Архітектура розподілених об’єктів – RPC, архітектурний стиль REST), сервіс-оорієнтована архітектура.

Основні завдання навчальної дисципліни

Знання:

володіння алгоритмічним мисленням, методами програмної інженерії для проєктування та реалізації інформаційної системи з урахуванням вимог до її якості, надійності, виробничих характеристик, сучасних підходів до організації інформаційних систем, методів і технологій їх проєктування і розробки.

Уміння:

• • застосовувати мови опису вимог до інформаційної системи, її функціональності, бізнес-процесів, сервісів рівня застосувань, інфраструктурних сервісів;
• використовувати різноманітні веб-сервіси та хмарні технології.

2. Пререквізити та постреквізити дисципліни (місце в структурно-логічній схемі навчання за відповідною освітньою програмою)

При вивченні цієї дисципліни використовуються знання студентів з дисциплін:

• ПО 4 - Теорія алгоритмів;
• ПО 5 - Бази даних. Ця дисципліна необхідна для вивчення наступних дисциплін:
• ПО 16 - Розподілені системи обробки інформації;
• ПО 10 - Управління проєктами. Загальні компетентності, необхідні для вивчення дисципліни:
• ЗК 2 – Здатність застосовувати знання у практичних ситуаціях
• ЗК 3 - Здатність до розуміння предметної області та професійної діяльності.

Фахові компетентності, необхідні для вивчення дисципліни:

• ФК 1 - Здатність аналізувати об’єкт проєктування або функціонування та його предметну область.
• ФК 2 - Здатність застосовувати стандарти в області інформаційних систем та технологій при розробці функціональних профілів, побудові та інтеграції систем, продуктів, сервісів і елементів інфраструктури організації.
• ФК 3 - Здатність до проєктування, розробки, налагодження та вдосконалення системного, комунікаційного та програмно-апаратного забезпечення інформаційних систем та технологій, Інтернету речей (ІоТ), комп’ютерноінтегрованих систем та системної мережної структури, управління ними.
• ФК 4 - Здатність проєктувати, розробляти та використовувати засоби реалізації інформаційних систем, технологій та інфокомунікацій (методичні, інформаційні, алгоритмічні, технічні, програмні та інші).
• ФК 5 - Здатність оцінювати та враховувати економічні, соціальні, технологічні та екологічні фактори на всіх етапах життєвого циклу інфокомунікаційних систем.
• ФК 7 - Здатність застосовувати інформаційні технології у ході створення, впровадження та експлуатації системи менеджменту якості та оцінювати витрати на її розроблення та забезпечення.
• ФК 8 - Здатність управляти якістю продуктів і сервісів інформаційних систем та технологій протягом їх життєвого циклу.
• ФК 10 - Здатність вибору, проєктування, розгортання, інтегрування, управління, адміністрування та супроводжування інформаційних систем, технологій та інфокомунікацій, сервісів та інфраструктури організації.
• ФК 12 - Здатність управляти та користуватися сучасними інформаційно-комунікаційними системами та технологіями (у тому числі такими, що базуються на використанні Інтернет).

В результаті освоєння дисципліни (але не тільки її) повинні бути сформовані такі програмні результати навчання:

• ПРН 2 - астосовувати знання фундаментальних і природничих наук, системного аналізу та технологій моделювання, стандартних алгоритмів та дискретного аналізу при розв’язанні задач проєктування і використання інформаційних систем та технологій.
• ПРН 4 – Проводити системний аналіз об’єктів проєктування та обґрунтовувати вибір структури, алгоритмів та способів передачі інформації в інформаційних системах та технологіях.
• 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 8 - Застосовувати правила оформлення проєктних матеріалів інформаційних систем та технологій, знати склад та послідовність виконання проєктних робіт з урахуванням вимог відповідних нормативно-правових документів для запровадження у професійній діяльності.
• ПРН 9 – Здійснювати системний аналіз архітектури підприємства та його ІТ-інфраструктури, проводити розроблення та вдосконалення її елементної бази і структури.
• ПРН 11 – Демонструвати вміння розробляти техніко-економічне обґрунтування розроблення інформаційних систем та технологій та вміти оцінювати економічну ефективність їх впровадження.
• ПРН 15 – Знати та застосовувати професійні стандарти і інші нормативно-правові документи в галузі інформаційних систем та технологій.
• ПРН 18 - Знати спеціалізовані мови та технології програмування необхідні для розробки програмного забезпечення інформаційних управляючих систем та технологій підтримки прийняття рішень. Розробляти відповідне програмне забезпечення, що входить до складу інформаційних управляючих систем та технологій підтримки прийняття рішень.
• ПРН 19 - Вміти розв’язувати складні непередбачувані задачі і проблеми у спеціалізованих сферах професійної діяльності та/або навчання, що передбачають збирання та інтерпретацію та аналіз інформації (даних), вибір методів та інструментальних засобів, застосування інноваційних підходів.
• ПРН 20 – Вміти застосовувати інформаційні технології обробки, зберігання, аналізу та передачі даних.

3. Зміст навчальної дисципліни

Лекційні заняття

ТЕМА 1. Архітектура Інформаційної системи ТЕМА 2. Основи UML ТЕМА 3. Архітектура підприємства ТЕМА 4. Архітектурні шаблони бізнес-сервісу корпоративного управління ТЕМА 5. Архітектурні шаблони рівня застосувань і програмування ТЕМА 6. Архітектурні шаблони рівня інфраструктури

Лабораторні заняття

ЛР1. Опис цільового бізнес-процесу. ЛР2. Опис функцій системи за допомогою діаграми прецедентів ЛР3. ER-діаграма набору ПД ЛР4. Виміри, рахунки, регістри, деталізація, типи ПД. ЛР5. Опис бізнес-сервісу в термінах мови ArchiMate ЛР6. Використання і створення API ЛР7. Реалізація патерну управління, заснованого на подіях, протоколом WebSockets

4. Навчальні матеріали та ресурси

Базова література

1. Software Engineering Body of Knowledge (SWEBOK) [Електронний ресурс] // Режим доступу: https://www.computer.org/education/bodies-of-knowledge/software-engineering l
2. Len Bass, Paul Clements, Rick Kazman.Software Architecture in Practice. Second Edition. / Addison-Welsey. 574p.
3. Diomidis Spinellis and Georgios Gousios. Beautiful Architecture. Leading Thinkers Reveal the Hidden Beauty in Softwarew Design. O’Reilly, 2009
4. Мартін Роберт. Чиста архітектура: Мистецтво розроблення програмного забезпечення / пер. з англ. І. Бондар-Терещенко. – Харків : Вид-во «Ранок» : Фабула, 2021. – 368 с.
5. TOGAF® Version 9.1. The Open Group, © 2009-2011. URL: https://drive.google.com/file/d/1LnMRMvlAiQ3moZGgkIHKBVxmd87mz5TE/view?usp=share_link

Допоміжна література

6. Edward Yourdon. Techniques of program structure and design. Prentice-Hall,1975.
7. Kendal Scott. The Unified Process Explained: Addisson-Welsey.
8. Service oriented architecture Modeling Language (SoaML) Specification. Version 1.0.1. Object Management Group, May 2012. Normative reference: http://www.omg.org/spec/SoaML/1.0.1
9. Martin Fowler. Microservices. URL: https://martinfowler.com/articles/microservices.html - Archived from the original on 14 February 2018 (Дата звернення: 12.06.2023)
10. James Rumbaugh, Ivar Jacobson, Grady Booch. The Unified Modeling Language Reference Manual. Addison-Welsey
11. Grady Booch. Object-Oriented Analysis and Design with Applications. Second edition. 1994
12. Guillermo Gallego. Material Requirements Planning (MRP) / URL: http://www.columbia.edu/~gmg2/4000/pdf/lect_06.pdf
13. Michael Hammer, James Champy. Reengineering The Corporation. A manifesto for business revolution. 2001, 2003. ISBN 0-06-622112-7.
14. Marc Lankhorst, Hans van Drunen. Enterprise Architecture Development and Modelling. Combining TOGAF and ArchiMate. 2007. URL: http://api.ning.com/files/1vDSdWV6JAgpNXvLL9hU3l21jWMxztv9AzOoqrfwJLi-U79-UyYIIu1ll34yynga44xabZUmLaOdAiTUJx1I1K8btmziOt3N/Lankhorst.pdf
15. Лилишенко О.В. Теорія бухгалтерського обліку: Підручник – Київ: Вид-во „Центр навчальної літератури”, 2008-219 с.
16. Alex Diaconu. The WebSocket API and protocol explained. Ably, URL: https://ably.com/topic/websockets/ . Updated May 17, 2024
17. Edward Yourdon. Death March. The Complete Software Developer’s Guide to Surviving “Mission Impossible” Project. Prentice Hall, 1997.
18. Capability Maturity Model for Software, Version 1.1. /Mark C. Paulk, Bill Curtis, Mary Beth Chrissis, Charles V. Weber. Technical Report CMU/SEI-93-TR-024, ESC-TR-93-177. February 1993/ URL: https://resources.sei.cmu.edu/asset_files/TechnicalReport/1993_005_001_16211.pdf / (Дата звернення: 12.06.2023)
19. Microsoft Application Architecture Guide, Chapter 3: Architectural Patterns and Styles/ Microsoft Learn, URL: https://learn.microsoft.com/en-us/previous-versions/msp-n-p/ee658117(v=pandp.10)?redirectedfrom=MSDN, 2010 (Дата звернення: 12.06.2023)
20. Яценко В. Обліково-аналітична система багатосегментного підприємства: теоретичне обґрунтування й практична реалізація / В. Яценко // Бухгалтерський облік і аудит. - 2014. - № 11. - С. 25-37. – URL: http://nbuv.gov.ua/UJRN/boau_2014_11_5 (Дата звернення: 12.06.2023)
21. ДСТУ ISO/IEC/IEEE 15289:2019 Інженерія систем і програмних засобів. Уміст інформаційних об’єктів життєвого циклу (документації) (ISO/IEC/IEEE 15289:2017, IDT) / – URL: http://online.budstandart.com/ua/catalog/doc-page.html?id_doc=83558

Для викладання дисципліни необхідні наступні ресурси:

• В лекційній аудиторії має бути комп’ютер з доступом до Moodle, а також проєктор;
• В аудиторії, де проводяться лабораторні роботи, мають бути робочі станції з доступом до Інтернету і браузерами, в кількості студентів у групі, для проходження модульних тестів. Maє бути забезпечений доступ студентів до Moodle. Має бути можливість інсталювати на робочу станцію безкоштовне програмне забезпечення, як-от Archi.

Навчальний контент

5. Методика опанування навчальної дисципліни (освітнього компонента)

Лекційні заняття, очна форма

Лекційні заняття, заочна форма

Задіяні методи і засоби навчання

** Упродовж викладання дисципліни викладач виховує критичне мислення, підкреслюючи тимчасовий і плинний характер рішень, які вважаються найкращими на сьогодні** , існування альтернатив таким рішенням. Міждисциплінарний підхід реалізується в оперті на раніще засвоєні дисципліни, наприклад, широко використовується UML для ілюстрації матеріалу; з самого початку в фокус розгляду поміщається по суті міждисциплінарне поняття архітектури підприємства; для ілюстрації лекційного матеріалу поруч з ER-нотацією для структури БД і UML широко використовується мова опису архітектури підприємства ArchiMate. В останній частині дисципліни, в якій розглядається використання сервіс-орієнтованого підходу в практичному програмуванні (API, хмарні сервіси), спостерігається дуже нерівномірний початковий розподіл знань серед студентів, коли меншість достатньо глибоко володіє цими технологіями. Звіти по цих темах просунутих студентів використовуються як навчальний матеріал для менш просунутих у цих питаннях. На це можна дивитись як на реалізацію студентоцентрованого підходу. Комунікативний і професійно-орієнтований підходи реалізуються в тому, що певна увага приділяється суміжним професійним питанням, як-от властивості ІТ-ринків в країні і за кордоном, менеджмент, взаємовідносини в команді і з замовниками. Наприклад, розглядаються питання організації виконання безнадійного проєкту, взаємодії архітектора підприємства з бізнес-спільнотою підприємства, метрика зрілості IT-фірми. Основним засобом навчання є Moodle - Modular Object-Oriented Dynamic Learning Environment, версії 3.6. Наступні види тестових питань У Moodle найчастіше використовуються:

• Багатоваріантне питання (вибір одної чи кількох альтернатив;
• Правильно/Неправильно;
• Відповідність (двох переліків);
• Вкладені відповіді (вставка тексту);
• Числове питання;
• Перетягування маркерів, в тому числі на малюнок;
• Есе (текст, який потребує оцінювання викладачем).

Після кожної лекції передбачене тестування з двох питань по матеріалу лекції. Текст лекції, по якому проводиться тестування і власне читається лекція, завжди доступний на сторінці дисципліни в Moodle. Двічі в семестрі студенти проходять модульний тест з 30 питань. Аби уникнути перекосу в сторону тестування, важливо написання письмових контрольних робіт в аудиторії і очна здача екзамену по письмовій відповіді на питання.

Стосовно лабораторних робіт, аудиторний час дозволяє прийняти очно лише їх третину, тому більша частина діалогу щодо їх виконання відбувається в Moodle. При цьому всі помилки коментуються викладачем, до задовільного засвоєння студентом відповідних методів. Так реалізується індивідуалізований підхід до студентів.

Лабораторні заняття, очна форма

Лабораторні заняття, заочна форма

6. Самостійна робота студента

Очна форма

Заочна форма

|№|Назва теми, що виноситься на самостійне опрацювання|Кількість годин СРС| |1|Інформаційна система як складна система. Архітектура програмного забезпечення, архітектурно-економічний цикл. [1], [2] part 1 |4| |1|Тема 1.1. Діаграми діяльності і прецедентів [10] |4| |1|Тема 1.2. Діаграма класів [10] |6| |1|Тема 1.3. Компонентне програмування, діаграми компонентів і розгортання [10] |4| |1|Тема 1.4. Уніфікований процес [10] |6| |1|Тема 2.1. Архітектура підприємства [14] |6| |1|Тема 2.3. Моделювання організації |6| |1|Тема 2.4. TOGAF [5] с.45-130 |10| |1|Тема 3.1. Бухгалтерський облік [15] |6| |1|Тема 4.1. MRP, JIT/Lean. [12] |8| |1|Тема 4.2. Канонічне і типове проєктування [21] |6| |1|Тема 4.3. Управління вимогами [17] chapter 5 |6| |1|Тема 5.2. Мікросервісна архітектура [9] |10| |1|Тема 5.3. Чиста архітектура [4] розд.15-17, 19-22 |6| |1|Тема 5.4. Архітектурні патерни [19] |6| |1|Підготовка до самостійних тестів |10| |1|Виконання лабораторних робіт |12| |1|Підготовка до модульних контрольних робіт |6| |1|Підготовка до екзамену по всьому матеріалу модуля |18| | |В підсумку|140|

Політика та контроль

7. Політика навчальної дисципліни (освітнього компонента)

Як викладач, так і студент зобов’язані дотримуватись Кодексу честі Національного технічного університету України «Київський політехнічний інститут». Система вимог, які ставляться перед студентом:

• на лекції викладач користується презентаційним матеріалом, доступним для студентів під час підготовки до самостійних/модульних тестів або екзамену; використовує Moodle для викладання матеріалу поточної лекції, додаткових ресурсів, лабораторних робіт та інше; викладач відкриває доступ до певної активності Moodle (лабораторні роботи або тести) для скидання електронних лабораторних звітів та відповідей на МКР;
• на лекції дозволено задавати питання викладачу, усі питання, уточнення та ін. студенти також задають в кінці лекції;
• лабораторні роботи захищаються у двох режимах: в очному – в аудиторії під час лабораторної роботи; в заочному – перевірка викладачем звіту по лабораторній роботі, збереженому в Moodle, оцінювання роботи і написання відгуку викладачем. Бали за лабораторну роботу враховуються лише за наявності електронного звіту, який має бути збережений у Moodle;
• модульні тести проводяться на лабораторних заняттях без застосування допоміжних засобів (мобільні телефони, планшети та ін.); результат зберігається в Moodle;
• заохочувальні бали виставляються за: участь у факультетських та інститутських олімпіадах з навчальних дисциплін, участь у конкурсах робіт, підготовка оглядів наукових праць; презентацій по одній із тем СРС дисципліни тощо. Кількість заохочуваних балів на більше 10;
• штрафні бали виставляються за невчасну здачу лабораторної роботи, тобто коли перше збереження звіту в Moodle спізнюється відносно термінів, оголошених у документі «Графік здачі лабораторних робіт і максимальні оцінки» на сторінці дисципліни. Кількість штрафних балів не більше 6 за лабораторну роботу.

8. Види контролю та рейтингова система оцінювання результатів навчання (РСО)

Рейтинг студента з дисципліни складається з балів, що він отримує за:

1. виконання контрольних робіт (до 5 експрес-контрольних на лекційних заняттях);
2. виконання самостійних тестів після кожної лекції;
3. виконання та захист 7 лабораторних робіт;
4. виконання 2 модульних контрольних робіт (МКР);
5. заохочувальні та штрафні бали.

Система рейтингових балів та критерії оцінювання

Експрес-контрольні роботи

• «відмінно» – повна відповідь (не менше 90% потрібної інформації) – 5 балів;
• «добре» – достатньо повна відповідь (не менше 75% потрібної інформації) або повна відповідь з незначними недоліками – 4 балів;
• «задовільно» – неповна відповідь (не менше 60% потрібної інформації) та незначні помилки – 1-3 бали;
• «незадовільно» – відповідь не відповідає вимогам до «задовільно» – 0 балів.

Лабораторні роботи:

Більша частина лабораторних робіт здається заочно по збережених у Moodle звітах. В разі очної здачі на парі відповіді оцінюються так:

• «відмінно», повна відповідь на питання під час захисту (не менш ніж 90% потрібної інформації) та оформлений належним чином електронний протокол до лабораторної роботи – 10/9 балів;
• «добре», достатньо повна відповідь на питання під час захисту (не менш ніж 75% потрібної інформації) та оформлений належним чином електронний протокол до лабораторної роботи – 8/7 бали;
• «задовільно», неповна відповідь на питання під час захисту (не менш ніж 60% потрібної інформації), незначні помилки та оформлений належним чином електронний протокол до лабораторної роботи – 6/4 бал;
• «незадовільно», незадовільна відповідь та/або не оформлений належним чином електронний протокол до лабораторної роботи – 0/3 балів.

За кожні 2 тижні запізнення з поданням лабораторної роботи до захисту від встановленого терміну оцінка знижується на 2 бали, але не нижче 4 балів.

Модульні контрольні роботи

Вони відбуваються в формі модульних тестів і оцінюються автоматично системою Moodle.

Заохочувальні бали

• за виконання творчих робіт з кредитного модуля (наприклад, участь у факультетських та інститутських олімпіадах з навчальних дисциплін, участь у конкурсах робіт, підготовка оглядів наукових праць тощо);
• презентації по СРС – від 1 до 5 балів; – по узгодженню з викладачем студент може пройти онлайн-курс по темі дисципліни, при наявності сертифікату отримавши за це до 20 додаткових балів, які додаються до підсумкової оцінки.

Міжсесійна атестація

На першій атестації (8-й тиждень) студент отримує «зараховано», якщо він має дві здані лабораторні роботи. На другій атестації (14-й тиждень) студент отримує «зараховано», якщо він має 4 здані лабораторні роботи.

Максимальна сума балів у кінці семестру визначається остаточно в кінці семестру, з урахуванням контрольних робіт і самостійних тестів. Вона може бути в межах 150-200 балів. У формулі визначення остаточної оцінки кількість зароблених студентом балів ділиться на максимальну суму балів і множиться на 60, після цього максимальа зароблена в семестрі сума балів дорівнює 60.

Екзамен

Студенти, які набрали протягом семестру менше ніж 60 балів, до екзамену не допускаються.

На екзамені студенти виконують письмову контрольну роботу. Кожне завдання містить два теоретичних питання і одне практичне. Перелік питань остаточно визначається в кінці семестру і публікується на сторінці Moodle дисципліни. Теоретичні питання оцінюються по 13 балів, практичне - у 14 балів. Таким чином, максимальна сума балів за екзамен складає 40 балів, а максимальна підсумкова оцінка – 100 балів.

В умовах військового стану і можливих повітряних тривог екзамен проводиться в режимі заліку, тобто в відомість іде оцінка, набрана студентом за семестр і нормована до 100 балів.

Система оцінювання питань

• «відмінно», повна відповідь (не менше 90% потрібної інформації) – 18-20 балів;
• «добре», достатньо повна відповідь (не менше 75% потрібної інформації, або незначні неточності) – 13-17 балів;
• «задовільно», неповна відповідь (не менше 60% потрібної інформації та деякі помилки) – 7-12 балів;
• «незадовільно», незадовільна відповідь – 0-6 балів.

Сума набраних балів RD або балів за залікову роботу переводиться до залікової оцінки згідно з таблицею:

Таблиця 1. Переведення рейтингових балів до оцінок за університетською шкалою

Додаткова інформація з дисципліни (освітнього компонента)

• перелік теоретичних питань, які виносяться на семестровий контроль, публікується в Moodle в кінці семестру.

Робочу програму навчальної дисципліни (Силабус): Складено доцент, к.т.н., Попенко Володимир Дмитрович Ухвалено кафедрою ІСТ (протокол № 16 від 12.06.2024 р.) Погоджено Методичною радою ФІОТ (протокол № 10 від 21.06.2023 р.)