Рабочая программа

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

 

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПЕЧАТИ

имени Ивана Федорова»

УТВЕРЖДАЮ

« 23 » июня 2011 г.

рабочая программа

По дисциплине «Проектирование информационных систем »

По специальности 230201.65 – Информационные системы и технологии

Факультет Информационных технологий и медиасистем

Кафедра Информационных систем

Индекс по учебному плану	Цикл	Компонент
Федеральный	Национально-региональный (вузовский)	Элективный
СД.07	Общие гуманитарные и социально-экономические дисциплины
Общие математические и естественнонаучные дисциплины
Общепрофессиональные дисциплины
Специальные дисциплины	Х
Дисциплины специализации

Форма Обучения	курс	семестр	Трудоемкость дисциплины в часах	Форма итогового контроля
Всего часов	Аудиторных часов	Лекции	Семинарские (практически) занятия	Лабораторные занятия	Курсовая Работа	Курсовой проект	Самостоятельная работа
Очная	4; 5	8; 9	204	102	51		51		40	62	зач/экзамен

Москва — 2011 г.

Составитель: к. т.н., доцент

Рабочая программа обсуждена на заседании кафедры «Информационные системы»

16 мая 2011г., протокол

Зав. кафедрой ____________________//

Одобрена УС факультета «Информационных технологий и медиасистем»

17 мая 2011г., протокол

Председатель______________________//

ПРОЕКТИРОВАНИЕ ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ

Составитель: к. т.н., доцент

Форма Обучения	курс	семестр	Трудоемкость дисциплины в часах	Форма итогового контроля
Всего часов	Аудиторных часов	Лекции	Семинарские (практически) занятия	Лабораторные занятия	Курсовая Работа	Курсовой проект	Самостоятельная работа
Очная	4; 5	8; 9	204	102	51		51		40	62	экзамен

1.  ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ, ТРЕБОВАНИЯ К ЗНАНИЯМ И УМЕНИЯМ

1.1.  Цель и задачи изучения дисциплины

Целью преподавания дисциплины “ПРОЕКТИРОВАНИЕ ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ” является обучение студентов методам использования современных средств автоматизированного проектирования информационных систем.

Частные цели обучение практическим навыкам организации и ведения автоматизированного проектирования с использованием специализированных пакетов прикладных программ.

Основной задачей изучения дисциплины является овладение методами:

·  исследования возможности (и необходимости) создания новых автоматизированных рабочих мест инженеров - проектировщиков;

·  выбора новых путей и методов решения проектных задач, оценки их оптимальности в заданных условиях;

·  формирования, управления и рационализации технического и ресурсного обеспечения;

·  прогнозирования и оценки эффективности принимаемых проектных решений;

·  создания конкурентных преимуществ реализации новых технических объектов и систем

1.2. Требования к знаниям и умениям.

В результате изучения дисциплины студенты должны

знать:

·  общую характеристику процесса проектирования ИС;

·  анализ существующих процессов проектирования ИС;

·  структуру информационно-логической модели ИС; методы разработки функциональной модели; исходные данные для проектирования;

·  структуру информационно-логических моделей информационных систем;

·  правила разработки функциональных моделей и исходных данных для проектирования;

·  методы разработки моделей и защиты данных;

·  основы разработки пользовательского интерфейса и разработки проекта распределенной обработки;

·  структуру ИС и структуру программных модулей; разработку алгоритмов; логический анализ структур ИС;

·  способы и методы построения структуры ИС и ее подсистем; анализ и оценку производительности;

·  управление проектом ИС; проектную документацию;

·  математические модели, методы и алгоритмы, положенные в основу подсистем ИС; инструментальные средства проектирования ИС; типизацию проектных решений;

·  автоматизацию построения математических моделей, автоматизацию анализа и синтеза ИС, автоматизацию конструкторского и технологического проектирования, автоматизацию испытаний ИС; графические средства представления проектных решений;

·  техническое и программное обеспечение, применяемое в современных ИС; правила эксплуатации ИС;

·  информационное и лингвистическое обеспечение ИС;

уметь:

·  использовать информационные системы при создании и совершенствовании программно-технических средств и систем автоматизации и управления полиграфическим оборудованием;

·  обоснованно применять отдельные подсистемы ИС для решения конкретных проектных задач в полиграфии и издательском деле.

1.3. Перечень дисциплин с указанием разделов (тем), усвоение которых студентам необходимо для изучения данной дисциплины.

1.  Математика: Дифференциальное и интегральное исчисление, дифференциальные уравнения, векторный анализ, функции комплексного переменного, случайные процессы.

2.  Основы программирования.

3.  Информатика: Модели решения функциональных и вычислительных задач, программное обеспечение и языки программирования.

4.  Дискретная математика.

2. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

2.1.  Наименование тем, их содержание, объем в часах.

№п/п	Наименование тем, разделов	Общая трудоемкость (часов)
Аудиторные занятия (всего часов)	Лекции	Практические занятия (семинары)	Лабораторные занятия
1	Общая характеристика процесса проектирования.	5	5
2	Структура информационно-логической модели ИС.	14	6		8
3	Разработка функциональной модели. Исходные данные для проектирования	16	8		8
4	Разработка модели и защита данных. Пользовательский интерфейс. Проект распределенной обработки.	20	8		12
5	Структура программных модулей. Разработка алгоритмов.	10	4		6
6	Логический анализ структур ИС. Анализ и оценка производительности ИС.	12	6		6
7	Управление проектом ИС. Проектная документация.	10	4		6
8	Инструментальные средства проектирования ИС. Типизация проектных решений.	9	6		3
9	Графические средства представления проектных решений. Эксплуатация ИС.	6	4		2
	итого	102	51		51

2.2. Содержание тем и разделов дисциплины.

Раздел 1.

Введение. Определения процесса проектирования. Основные этапы и стадии проектирования ИС. Основные компоненты ИС: техническое, математическое, программное, лингвистическое, информационное и организационное обеспечение. Информационные системы (ИС), как объекты проектирования. Особенности реальных ИС в полиграфии: физическая разнородность устройств и элементов, многокритериальность условий проектирования и применения, неопределенность параметров и возмущений, многомерность, нестационарность. Требования к проектированию и производству ИС как специфическому классу технических систем. Основные этапы развития ИС.

Раздел 2. Структура информационно-логической модели ИС.

Типовая структура процесса проектирования ИС. Определение целей и критериев проекта, требований к техническим характеристикам, условиям эксплуатации и экономическим показателям проекта, и их воплощение в техническом задании на проектирование. Ограничения процесса проектирования: сроки проекта, стоимость, наличие материальных и технических ресурсов. Основные этапы проектирования: согласование технического задания, формирование технических предложений, эскизное проектирование, рабочее проектирование, испытания. Основные проектные процедуры. Структурно- функциональные и информационные модели процесса проектирования ИС. Математические модели процесса проектирования ИС на основе теории операций, модели сетевого планирования и управления. Методы динамического моделирования процесса проектирования с использованием сетей Петри на основе функционального и информационного подходов. Методы анализа возможности и оценки технико-экономической эффективности автоматизации процесса проектирования. Анализ возможности автоматизации типовых процедур проектирования ИС. Методы и модели реорганизации существующих процессов проектирования с целью повышения эффективности внедрения ИС в полиграфической отрасли.

Раздел 3. Разработка функциональной модели. Исходные данные для проектирования.

Принципы выбора структуры ИС и состава ее компонентов. Определение концепции ИС. Выбор структуры ИС на основе анализа возможности автоматизации проектных процедур и современного состояния технических и программных средств ИС. Задачи и функции основных подсистем ИС: подсистемы составления математических моделей ИС, подсистемы моделирования, анализа и синтеза ИС, конструкторской подсистемы, технологической подсистемы, подсистемы автоматизации испытаний ИС.

Раздел 4. Разработка модели и защита данных. Пользовательский интерфейс. Проект распределенной обработки.

Вычислительные средства, устройства ввода-вывода, хранения информации и средства машинной графики, применяемые в ИС. Требования, предъявляемые к техническим средствам ИС. Анализ характеристик современных технических средств ИС. Принципы и методы формирования структуры и состава технического обеспечения ИС. Организация распределенных ИС на основе вычислительных сетей. Типовые сетевые структуры, применяемые в ИС, их достоинства и недостатки. Аппаратные средства, применяемые для организации распределенных ИС на основе Интернет и Интранет технологий. Примеры формирования состава технического обеспечения для типовых подсистем ИС печатных машин.

Раздел 5. Структура программных модулей. Разработка алгоритмов.

Лингвистическое обеспечение ИС: проблемно-ориентированные языки, алгоритмические языки, машинно-зависимые языки. Входные и выходные языки инструментов ИС. Требования к проблемно-ориентированным языкам инструментов ИС их синтаксис.

Требования к программному обеспечению ИС. Системное и прикладное программное обеспечение ИС, их состав и функции.

Задачи информационного обеспечения ИС. Особенности информационного обеспечения ИС: разнородность информации по форме (числовая и текстовая информация, чертежи, математические модели, программы) и смыслу, неформализованность части данных процесса проектирования. Требования к банкам данных ИС. Использование баз знаний, экспертных систем и систем поддержки принятия решений ИС.

Проблемы организации распределенных ИС и интеграции отдельных подсистем ИС. Организация межпрограммных интерфейсов, распределенных баз данных. Обеспечение возможности коллективной работы над проектом. Специализированные операционные среды ИС и перспективы их применения в ИС. Применение Интернет и Интранет технологий для организации распределенных ИС.

Раздел 6. Логический анализ структур ИС. Анализ и оценка производительности ИС.

Методы построения математических моделей ИС на ЭВМ и их применение в ИС. Машинные методы аналитического вывода математических моделей элементов ИС на основании классических принципов и формализмов динамики. Численные методы построения математических моделей. Принцип “черного ящика”. Идентификация моделей систем и устройств управления. Методы и алгоритмы упрощения и преобразования математических моделей ИС. Графические методы построения математических моделей на ЭВМ в виде блок-схем и графов.

Раздел 7. Управление проектом ИС. Проектная документация.

Характеристика методов моделирования ИС и их применение в САПР. Аналоговое и цифровое моделирование, имитационное моделирование, полунатурное моделирование. Моделирование непрерывных и дискретных систем. Численные методы и алгоритмы моделирования, применяемые в САПР ИС. Контроль и оценка точности моделирования. Современное прикладное программное обеспечение для решения задачи моделирования ИС.

Раздел 8. Инструментальные средства проектирования ИС. Типизация проектных решений.

Методы и алгоритмы анализа и синтеза ИС, ориентированные на ЭВМ: их характеристика и классификация. Требования к машинным методам анализа и синтеза ИС.

Современное прикладное программное обеспечение для решения задач анализа и синтеза СУ.

Автоматизация анализа ИС временным, частотным и корневым методами. Автоматизированный синтез многомерных систем управления частотным методом. Автоматизированный синтез наблюдающих устройств и модальных регуляторов. Автоматизированное проектирование оптимальных ИС при случайных возмущениях. Автоматизированное проектирование нелинейных ИС методами нелинейного программирования.

Раздел 9. Графические средства представления проектных решений. Эксплуатация ИС.

Этапы конструкторского проектирования ИС и их автоматизация. Автоматизация процесса построения принципиальных схем реализации законов управления. Автоматизация процесса функционального анализа ИС. Автоматизация процесса определения конфигурации и размеров устройств ИС.

Автоматизация процесса подготовки конструкторской документации. Автоматизация подготовки чертежей деталей и сборочных чертежей. Информационная поддержка чертежных работ с помощью графических баз данных.

Основные операции технологического проектирования ИС, методы и возможности их автоматизация. Автоматизация задач технологической подготовки обработки деталей и составления технологического маршрута. Автоматизация процесса подготовки технологической документации.

Структура, состав и функции подсистем “Конструирование” и “Технологическое проектирование” ИС. Связь технологической подсистемы ИС с производством.

Структурная схема комплексных испытаний ИС. Методы и алгоритмы управления испытаниями. Динамические моделирующие комплексы и стенды. Методы и алгоритмы обработки результатов испытаний. Эксплуатация ИС.

2.3. Лабораторные занятия, их наименование и объем в часах.

№ п/п	Наименование лабораторных работ	№ раздела дисциплины
1	Автоматизация построения моделей ИС аналитическими методами с использованием пакетов прикладных программ (ППП).	2
2	Автоматизация построения и исследования математических моделей ИС.	3
3	Автоматизация анализа ИС частотными, временными и корневыми методами в ППП.	4
4	Автоматизация синтеза ИС частотными и корневыми методами.	5
5	Машинный синтез оптимальных законов управления.	6
6	Применение ППП для построения принципиальных схем реализации ИС.	7
7	Инструментальные средства проектирования ИС.	8
8	Графические средства представления проектных решений ИС.	9

2.4. Курсовой проект (работа), его характеристика

Проектирование ИС с использованием удаленных баз данных. В курсовом проекте рассматриваются вопросы автоматизированного проектирования ИС с применением ЛВС и удаленных баз данных.

2.5. Организация самостоятельной работы

	Наименование тем, разделов	Виды и формы самостоятельной работы * (распределение часов по формам обучения)
Подготовка к практическому (семинару, лаб. работе)	Подготовка рефератов (докладов, сообщений и информационных материалов т. п.)	Выполнение домашних контрольных и иных заданий)	Подготовка к промежуточной аттестат. работе (в т. ч. коллоквиум, тестированием и пр.)	Подготовка к зачету (экзамену)
Очная	Очно- заочная	заочная	очная	Очно- заочная	заочная	очная	Очно- заочная	заочная	очная	Очно- заочная	заочная	очная	Очно- заочная	заочная
	Введение Тема 1.				1			1			2			2
	Тема 2.				1			1			2			2
	Тема 3.				1			1			2			2
	Тема 4.				1			1			2			2
	Тема 5.	2			1			1			2			2
	Тема 6.	2			2			2			2			2
	Тема 7.	2			2			2			2			2
	Тема 8.	2			2			2			2			2
	Тема 9.
		8			11			11			16			16

* могут быть предложены иные формы СРС

3. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ ПО ДИСЦИПЛИНЕ

3.1. Литература.

основная

Грекул информационных систем, учебное пособие, М., Изд-во ИУИТ «БИНОМ», лаборатория знаний, 2008, 300с. Иванько информационных систем, методические указания по выполнению курсовой работы для студентов, обучающихся по специальности 230201.65-Информационные системы и технологии, М., МГУП, 2011, 51с.

дополнительная

1.  ; Поздняков математика, учебник для студентов высш. учеб. заведений, обучающихся по направлениям подготовки "Информатика и вычислительная техника", "Информационные системы", "Информационная безопасность"; М., Издательский центр "Академия", 2008;448 с.

3.2. Перечень наглядных и других пособий, методических указаний по проведению конкретных видов учебных занятий, а также методических материалов к используемым в учебном процессе техническим средствам.

Презентационный комплекс (электронный вид формат pps, печатный раздаточный материал).

Банк тестовых заданий в объеме 950 тестовых заданий в соответствии со спецификацией.

Комплекс технических средств, позволяющих проецировать изображение из программ подготовки презентаций (экран, проектор, Notebook).

Возможности доступа в Internet.

Программная система Matlab 5.x, включающая пакеты прикладных программ Control System Toolbox, Symbolic Toolbox, Optimization Toolbox, Simulink.

Программы P-CAD, AUTOCAD

Материально-техническое обеспечение дисциплины.

Компьютерный класс, включающий 20 компьютеров IBM PC.

Программа составлена в соответствии с Государственными образовательными стандартами высшего профессионального образования по направлению подготовки дипломированного специалиста 230201.65 – Информационные системы и технологии