Открытые системы

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Институт математики и компьютерных наук

Кафедра информационных систем

ОТКРЫТЫЕ СИСТЕМЫ

Учебно-методический комплекс. Рабочая программа

для студентов направления 09.04.03 Прикладная информатика,

магистерская программа: "Прикладная информатика в экономике"

очной формы обучения

Тюменский государственный университет

2014

Ощепков системы. Учебно-методический комплекс. Рабочая программа для студентов направления 09.04.03 Прикладная информатика, магистерская программа: Прикладная информатика в экономике, очная форма обучения. Тюмень, 2014, 16 стр.

Рабочая программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВО с учетом рекомендаций и ПрОП ВО по направлению и профилю подготовки.

Рабочая программа дисциплины (модуля) опубликована на сайте ТюмГУ: Открытые системы [электронный ресурс] / Режим доступа: http://www. umk3plus. utmn. ru, свободный.

Рекомендовано к изданию кафедрой информационных систем. Утверждено директором Института математики и компьютерных наук.

ОТВЕТСТВЕННЫЙ РЕДАКТОР: , д. т.н., профессор, заведующий кафедрой

© Тюменский государственный университет, 2014.

© , 2014.

1. Пояснительная записка

1.1. Цели и задачи дисциплины

Цели изучения данной дисциплины – ознакомление с технологией интеграции информационных процессов, ознакомление с различными системами интеграции и способами передачи данных.

Задачи дисциплины:

- познакомить студентов с концепцией интеграции систем;

- рассмотреть типовые архитектуры систем интегрирования;

- дать краткий обзор решений основных производителей программного обеспечения для интеграции систем;

- рассмотреть способы передачи данных между различными системами;

- рассмотреть сервис-ориентированную архитектуру интеграции информационных систем.

В соответствии с рекомендациями ПрОП ВО, данная программа строится с учетом следующих педагогических и методических принципов:

·  культурной и педагогической целесообразности,

·  нелинейности,

·  интегративности.

Принцип культурной и педагогической целесообразности основывается на тщательном отборе тематики курса и научного материла, а также на типологии заданий и форм работы с учетом возраста, возможного контекста деятельности и потребностей студентов.

Принцип нелинейности предполагает не последовательное, а одновременное использование различных источников получения информации, ротацию ранее изученной информации в различных разделах курса для решения новых задач.

Принцип интегративности предполагает интеграцию знаний из различных предметных дисциплин и повышение профессиональных умений.

1.2.Место дисциплины в структуре образовательной программы

Данная дисциплина относится к вариативной части профессионального цикла ООП. Для успешного изучения дисциплины необходимы знания и умения, полученные в результате освоения ООП бакалавриата по направлению «Прикладная информатика».

Освоение дисциплины «Интеграция систем» необходимо для успешного выполнения производственной практики и выпускной квалификационной работы.

Таблица 1.

Разделы дисциплины и междисциплинарные связи с обеспечиваемыми (последующими) дисциплинами

№ п/п	Наименование обеспечиваемых (последующих) дисциплин	Темы дисциплины необходимые для изучения обеспечиваемых (последующих) дисциплин
1	2	3	4	5	6	7	8
1.	Интерфейсы информационных систем			+		+

1.3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения данной образовательной программы.

В результате освоения ОП выпускник должен обладать следующими компетенциями:

·  способностью проводить анализ экономической эффективности ИС, оценивать проектные затраты и риски (ПК-6);

·  способностью формировать стратегию информатизации прикладных процессов и создания прикладных ИС в соответствии со стратегией развития предприятий (ПК-15);

1.4. Перечень планируемых результатов обучения по дисциплине (модулю):

·  Знать:

o  содержание, объекты и субъекты информационного общества, критерии эффективности его функционирования;

o  архитектуру информационных систем предприятия; методы группового принятия решений;

o  подсистемы сбора, фильтрации, накопления, доступа, генерации и распространения знаний;

o  методы управления надежности информационной безопасности.

·  Уметь:

o  принимать решения по информатизации предприятий в условиях неопределенности;

o  выбирать методологию и технологию проектирования информационных систем;

o  проводить анализ современных методов и средств информатики для решения прикладных задач различных классов;

o  управлять проектами ИС на всех стадиях жизненного цикла, оценивать эффективность и качество проекта.

·  Владеть:

o  навыками применения современных программно-технических средств для решения прикладных задач различных классов.

2. Структура и трудоемкость дисциплины.

Семестр 3. Форма промежуточной аттестации зачет. Общая трудоемкость дисциплины составляет 3 зачетных единиц, 144 академических часов, из них 56,2 часов, выделенных на контактную работу с преподавателем, 51,8 часов, выделенных на самостоятельную работу.

3. Тематический план

Таблица 2

№	Тема	недели семестра	Виды учебной работы и самостоятельная работа, в час.	Итого часов по теме	Из них в интерак тивной форме, в часах	Формы контроля
Лекции *	Семинарские (практические) занятия*	Лабораторные занятия*	Самостоятельная работа*
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
	Модуль 1
1.1	Принципы технологий интеграции информационных систем	1		2		4	6	2	Проверочная работа
1.2	Использование языка XML как формата обмена данными.	2-3		4		4	8	2	Проверочная работа
	Всего			6		8	14	4
	Модуль 2
2.1	Построение распределенных приложений с помощью архитектурного стиля RESTFull.	4-7		12		8	20	4	Проверочная работа
	Всего			12		8	20	4
	Модуль 3
3.1	Службы WS	8		6		4	10	4	Проверочная работа
3.2	Построение распределенных приложений с помощью WS	9-14		16		2	18	2	Проверочная работа
3.3	Спецификации WS-*	15		6		14	20	8	Проверочная работа
	Всего			28		20	48	14
	Модуль 4
4.1	Очереди сообщений	16		4		8	12	6	Проверочная работа
4.2	Сервисная шина предприятия	17-18		6		8	14	8	Проверочная работа
	Всего			10		16	26	14
	Итого (часов)*:			56		52	108	36
	Курсовая работа *
	Из них в интеракт. форме			36		0

* с учетом иных видов работ

4. Содержание дисциплины.

Тема 1.1 Принципы технологий интеграции информационных систем рассматривает:

• Проблемы взаимодействия пользователей корпоративной ИС.

• Основные подходы к интеграции: передача файлов, использование общей базы данных, удаленный вызов процедур, обмен сообщениями.

• Распределенные приложения.

• Разновидности взаимодействия при разных подходах.

• Сильное и слабое связывание приложений.

• Недостатки индивидуальных решений интеграции приложений.

• Необходимость стандартизации интеграции

Формирование у обучающихся:

• знание архитектуры информационных систем предприятия;

• умение принимать решения по информатизации предприятий в условиях неопределенности

Тема 1.2. Использование языка XML как формата обмена данными. Рассматриваются Языки разметки SGML, XML, HTML. Связывание описания с ресурсами. Технология каналов XML. Механизмы доставки канала. Объединение систем управления деловыми процессами (BMP) и технологий Веб-служб. Технология интеграции корпоративных приложений EAI.

Формирование у обучающихся:

• знание о содержание, объекты и субъекты информационного общества, критерии эффективности его функционирования

• умение проводить анализ современных методов и средств информатики для решения прикладных задач различных классов

Тема 2.1. Построение распределенных приложений с помощью архитектурного стиля RESTFull. Концепция REST и стиль построения архитектуры распределенного приложения. Форматы передаваемых данных и используемые стандарты HTTP, URI, XML и RDF. Правила построения API стиля REST.

Формирование у обучающихся:

• знание архитектуры информационных систем предприятия; методы группового принятия решений;

• умение принимать решения по информатизации предприятий в условиях неопределенности.

Тема 3.1. Службы WS. Используемые стандарты XML, SOAP, WSDL, UDDI. Архитектура WS. Публикация WS и публичные WS. Доступ к внешним службам с помощью WSDL. Эталонная архитектура SOA. Открытая модель интеграции сервисов.

Формирование у обучающихся:

• знание архитектуры информационных систем предприятия; методы группового принятия решений;

• умение определять показатели эффективности интеграции систем.

Тема 3.2. Построение распределенных приложений с помощью WS. Проектирование и реализация интерфейсов WS. Генерация интерфейсов на основе WSDL. Библиотеки для реализации WS: JAX-RPC, JAX-WS, JAXB, Axis.

Формирование у обучающихся:

• знание методологии и технологии реинжиниринга, проектирования и аудита прикладных информационных систем различных классов;

• умение проводить реинжинириг прикладных и информационных процессов.

Тема 3.3. Спецификации WS-*. Основные спецификации WS-*: WS-ReliableMessaging, WS-Addressing. WS-Security, WS-Policy, WS-Trust, WS-Coordination.

Формирование у обучающихся:

• знание методов управления надежности информационной безопасности;

• умение определять показатели эффективности интеграции систем.

Тема 4.1. Очереди сообщений. Понятие и структура сообщений. Очереди сообщений. Менеджер очередей сообщений. Каналы передачи сообщений. Промежуточное программное обеспечение. Прикладной программный интерфейс. Распределенная передача сообщений. Адресация и маршрутизация сообщений. Администрирование системы очередей сообщений. Интеграционные платформа для асинхронной интеграции на основе передачи сообщений.

Формирование у обучающихся:

• знание видов информационной и инструментальной поддержки лица, принимающего решения;

• умение принимать решения по информатизации предприятий в условиях неопределенности.

Тема 4.2. Сервисная шина предприятия. Архитектура и основные характеристики. Сервисная шина на основе WebSphere Message Broker.

Формирование у обучающихся:

• знание о содержании, объектах и субъектах информационного общества, критериях эффективности их функционирования;

• умение принимать решения по информатизации предприятий в условиях неопределенности.

5. Планы семинарских занятий.

Практическое занятие 1 (Тема 1.2, Тема 2.1). Построение распределенных приложений с помощью архитектурного стиля RESTFull.

Задание 1.

Цель: познакомится с основами архитектуры REST для взаимодействия клиентской части.

Задача: необходимо реализовать приложение, которое будет взаимодействовать с удаленным приложением через API в виде архитектуры REST. Приложение должно иметь пользовательский интерфейс со всеми необходимыми формами и таблицами для отображения, удаления и изменения различной информации.

Приложение может быть написано на любом языке программирования.

Задание 2.

Цель: познакомится с основами архитектуры REST для серверной части.

Задача: необходимо реализовать приложение, которое должно предоставлять API в виде архитектуры REST. Требования для приложения:

• В зависимости от компетенции слушателя, можно выбрать один из языков программирования: Java, Delphi, PHP, Perl. (Примеры реализаций выдаются преподавателем, в зависимости от выбранного языка программирования)

• Возвращаемые данные с сервера должны быть в формате JSON

• Для взаимодействия использовать следующие HTTP методы:

- GET, POST – для получения данных;

- PUT – для добавления или обновления данных;

- DELETE – для удаления данных;

Тема приложения назначается преподавателем индивидуально для каждого слушателя.

Практическое занятие 2 (Тема 3.1). Службы WS.

Цель: познакомится с основами работы с веб-службами, файлами wsdl и построением клиентской части WS.

Задача: необходимо реализовать приложение, которое должно подключаться к веб-службе. Требования для приложения:

• В зависимости от компетенции слушателя, можно выбрать один из языков программирования: Java, Delphi, PHP, Perl. (Примеры реализаций выдаются преподавателем, в зависимости от выбранного языка программирования).

• Службу для подключения можно выбрать из списка на сайте: http://www. cbr. ru/DailyInfoWebServ/DailyInfo. asmx.

• Для установки параметров и отображения полученных данных, приложение должно иметь «дружелюбный» пользовательский интерфейс.

Практическое занятие 3 (Тема 3.2, Тема 3.3). Построение распределенных приложений с помощью WS.

Цель: познакомится с основами проектирования и реализации интерфейсов WS на примере использования JAX-RPC, JAX-WS, JAXB, Axis.

Задача: необходимо реализовать веб-сервис, интерфейс которого должен предоставлять четыре метода: список записей, детальная информация по записи, добавление записи, удаление записи. Требования для приложения:

• В зависимости от компетенции слушателя, можно выбрать один из языков программирования: Java, Delphi, PHP, Perl. (Примеры реализаций выдаются преподавателем, в зависимости от выбранного языка программирования).

• При обращении к службе с окончанием ?wsdl.

• Интерфейс должен предоставлять четыре метода:

- список записей –отображение списка вех записей в сокращенном виде;

- детальная информация по записи;

- добавление записи;

- удаление записи.

Практическое занятие 4 (Тема 3.3). Спецификации WS-*.

Цель: познакомится с основами проектирования и реализации интерфейсов WS с использованием различных спецификаций WS-*. Задача: необходимо в приложение, разработанное в теме 5, внедрить спецификации WS-ReliableMessaging и WS-Security.

Примеры реализаций выдаются преподавателем, в зависимости от выбранного языка программирования.

Практическое занятие 4 (Тема 4.1). Очереди сообщений

Цель: познакомится с основами построение очередей сообщений и их использованием на основе JMS.

Задача: необходимо реализовать два приложения, взаимодействие которых происходит через систему очередей ActiveMQ посредством JMS. Требования к приложениям и их взаимодействию:

• В зависимости от компетенции слушателя, можно выбрать один из языков программирования: Java, Delphi, PHP, Perl. (Примеры реализаций выдаются преподавателем, в зависимости от выбранного языка программирования).

• Необходимо развернуть минимум одну очередь сообщений в среде ActiveMQ.

• Приложение 1 должно работать как серверная часть - в этой части должна быть описана вся бизнес-логика и работа с БД.

• Приложение 2 должно работать как клиентская часть – в этой части должна происходить работа с пользователем через графический интерфейс.

Практическое занятие 5 (Тема 4.2). Сервисная шина предприятия

Цель: познакомится с основами построения потоков для преобразования данных в среде WebSphere Message Broker.

Задача: необходимо реализовать «поток», который будет преобразовывать данные из формата приложения 1 в формат приложения 2.

6. Темы лабораторных работ (Лабораторный практикум).

Не планируется.

7. Примерная тематика курсовых работ (если они предусмотрены учебным планом ОП).

Не планируется.

8. Учебно-методическое обеспечение и планирование самостоятельной работы студентов.

Таблица 3

№	Модули и темы	Виды СРС	Неделя семестра	Объем часов
обязательные	дополнительные
Модуль 1	Проработка лекций; чтение обязательной и дополнительной литературы			4
1.1	Принципы технологий интеграции информационных систем	самоанализ	знакомство с содержанием электронных источников	1
1.2	Использование языка XML как формата обмена данными	выполнение самостоятельных заданий на практических занятиях	самоконтроль и взаимоконтроль выполненных заданий	2-3	4
	Всего				8
Модуль 2	Проработка лекций; чтение обязательной и дополнительной литературы
2.1	Построение распределенных приложений с помощью архитектурного стиля RESTFull	выполнение самостоятельных заданий на практических занятиях	самоконтроль и взаимоконтроль выполненных заданий	4-7	8
	Всего				8
Модуль 3	Проработка лекций; чтение обязательной и дополнительной литературы
3.1	Службы WS	выполнение самостоятельных заданий на практических занятиях	самоконтроль и взаимоконтроль выполненных заданий	8	4
3.2	Построение распределенных приложений с помощью WS	выполнение самостоятельных заданий на практических занятиях	самоконтроль и взаимоконтроль выполненных заданий	9-14	2
3.3	Спецификации WS-*	выполнение самостоятельных заданий на практических занятиях	самоконтроль и взаимоконтроль выполненных заданий	15	14
	Всего				20
Модуль 4	Проработка лекций; чтение обязательной и дополнительной литературы
4.1	Очереди сообщений	выполнение самостоятельных заданий на практических занятиях	самоконтроль и взаимоконтроль выполненных заданий	16	8
4.2	Сервисная шина предприятия	выполнение самостоятельных заданий на практических занятиях	самоконтроль и взаимоконтроль выполненных заданий	17-18	8
	Всего				16
	Итого *				52

* с учетом иных видов работ

9.Фонд оценочных средств для проведения промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины (модуля).

9.1 Перечень компетенций с указанием этапов их формирования в процессе освоения образовательной программы (выдержка из матрицы компетенций)

Таблица 4

Циклы, дисциплины учебного плана ОП	Б.1. Дисциплины (модули)	Б.2. Практики / НИР
1 семестр	2 семестр	3 семестр
Индекс компетенции	* Методологии и технологии проектирования информационных систем	* Математическое моделирование экономических процессов и систем		* Математическое моделирование экономических процессов и систем	* Интеллектуальные информационные технологии	* ИТ консалтинг	Интеграция систем	Открытые системы	Научно-исследовательская практика	Научно-исследовательская работа в семестре, включая научно-исследовательский семинар	Производственная, преддипломная
Профессиональные, профессионально-специализированные компетенции
ПК-6		+		+		+	+	+	+	+
ПК-15	+				+					+	+

* - дисциплины базовой части

9.2 Описание показателей и критериев оценивания компетенций на различных этапах их формирования, описание шкал оценивания:

Таблица 5

Карта критериев оценивания компетенций

Код компетенции	Критерии в соответствии с уровнем освоения ОП	Виды занятий (лекции, семинар ские, практические, лабораторные)	Оценочные средства (тесты, творческие работы, проекты и др.)
пороговый (удовл.) 61-75 баллов	базовый (хор.) 76-90 баллов	повышенный (отл.) 91-100 баллов
ПК-6	Знает: основные теоретические проблемы прикладной информатики, развитие представлений об оценке качества информации в информационных системах Умеет: проводить реинжиниринг прикладных и информационных процессов Владеет: минимальными навыками моделирования процессов и знаний	Знает: многие теоретические проблемы прикладной информатики, в том числе семантической обработки информации, развитие представлений об оценке качества информации в информационных системах Умеет: проводить реинжиниринг прикладных и информационных процессов Владеет: базовыми навыками моделирования процессов и знаний	Знает: теоретические проблемы прикладной информатики, в том числе семантической обработки информации, развитие представлений об оценке качества информации в информационных системах Умеет: проводить реинжиниринг прикладных и информационных процессов Владеет: расширенными навыками моделирования процессов и знаний	Лекции по темам; Практические занятия по темам; Самостоятельная работа по темам	самоанализ выполнение самостоятельных заданий на практических занятиях собеседование комплексные ситуационные задания ответы на вопросы на зачете
ПК-15	Знает: некоторые архитектуры информационных систем предприятий и организаций Умеет: обосновывать архитектуру ИС Владеет: минимальными навыками реинжинринга прикладных и информационных процессов	Знает: основные архитектуры информационных систем предприятий и организаций Умеет: обосновывать архитектуру ИС Владеет: базовыми навыками реинжинринга прикладных и информационных процессов	Знает: многие архитектуры информационных систем предприятий и организаций Умеет: обосновывать архитектуру ИС Владеет: расширенными навыками реинжинринга прикладных и информационных процессов	Лекции по темам; Практические занятия по темам; Самостоятельная работа по темам	самоанализ выполнение самостоятельных заданий на практических занятиях собеседование комплексные ситуационные задания ответы на вопросы на зачете

9.3 Типовые контрольные задания или иные материалы, необходимые для оценки знаний, умений, навыков и (или) опыта деятельности, характеризующей этапы формирования компетенций в процессе освоения образовательной программы.

Контрольное задание для проведения текущего контроля и промежуточной аттестации: необходимо описать архитектуру взаимодействия между различными информационными системами с применением различных технологий интеграции.

Контрольные вопросы для проведения текущего контроля и промежуточной аттестации:

1.  Технологии обмена информацией между системами;

2.  Достоинства и недостатки различных технологий обмена информацией;

3.  Способы построения XML файлов;

4.  Проверка XML на основе XSD - схемы;

5.  Интеграция корпоративных приложений: основные понятия;

6.  Интеграция корпоративных приложений EAI;

7.  Достоинства и недостатки корпоративных приложений EAI;

8.  Концепция REST: основные понятия;

9.  Концепция построения API в REST;

10.  Достоинства и недостатки использования концепции REST

11.  Стандарт WSDL;

12.  Стандарт SOAP;

13.  Стандарт UDDI;

14.  Web-service: основные понятия;

15.  Архитектура WS;

16.  Публикация WS;

17.  Публичные WS;

18.  Эталонная архитектура SOA;

19.  Эталонная архитектура SOA: основные понятия;

20.  Достоинства и недостатки использования SOA.

21.  Основные правила описания интерфейсов WS;

22.  Способы получения WSDL;

23.  Библиотеки для реализации WS;

24.  Автоматическая генерация на основе WSDL;

25.  Спецификации WS-*: основные понятия;

26.  Спецификация WS-ReliableMessaging;

27.  Спецификация WS-Addressing;

28.  Спецификация WS-Security;

29.  Понятие и структура сообщений;

30.  Очереди сообщений;

31.  Каналы передачи сообщений;

32.  Распределенная передача сообщений.

33.  Основные технологии интеграции информационных систем.

34.  Языки разметки SGML, XML, HTML. Технология каналов XML.

35.  Технология интеграции корпоративных приложений EAI.

36.  Концепция REST и стиль построения архитектуры распределенного приложения.

37.  Правила построения API стиля REST.

38.  Стандарты XML, SOAP, WSDL, UDDI.

39.  Архитектура WS. Публикация WS и публичные WS.

40.  Эталонная архитектура SOA. Открытая модель интеграции сервисов.

41.  Генерация интерфейсов на основе WSDL. Библиотеки для реализации WS: JAX-RPC, JAX-WS, JAXB, Axis.

42.  Основные спецификации WS-*: WS-ReliableMessaging, WS-Addressing. WS-Security, WS-Policy, WS-Trust, WS-Coordination.

43.  Понятие и структура сообщений. Очереди сообщений. Менеджер очередей сообщений. Каналы передачи сообщений.

44.  Распределенная передача сообщений. Адресация и маршрутизация сообщений. Администрирование системы очередей сообщений.

45.  Сервисная шина на основе WebSphere Message Broker

9.4 Методические материалы, определяющие процедуры оценивания знаний, умений, навыков и (или) опыта деятельности характеризующих этапы формирования компетенций.

Преподаватель подводит итоги работы каждого студента и объявляет результаты студентам, при этом проставляет в зачетную книжку полученный зачет

10. Образовательные технологии.

В рамках учебного курса предусматривается разбор конкретных ситуаций (комплексные ситуационные задания) по темам.

Предусмотрены интерактивные формы проведения занятий:

·  анализ результатов;

·  организация дискуссий и круглых столов по темам;

·  проведение семинаров в диалоговом режиме

11. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины (модуля).

11.1 Основная литература:

1.  Варфоломеева системы предприятия [Электронный ресурс]: учеб./ , , . - М.: НИЦ ИНФРА-М, 2013. - 283 с. Режим доступа: http:///bookread. php? book=344985 (дата обращения 02.10.2014)

11.2 Дополнительная литература:

2.  Макушкин, Интеграция приложений на основе WebSphere MQ: курс лекций: учеб. Пособие / , . – Москва: Интернет - Университет Информационных технологий, 2005. – 280с

11.3 Интернет-ресурсы:

·  http://www. intuit. ru/department/network/webspheremq/1/webspheremq_1.html

·  http://www. intuit. ru/department/se/bpsrationalwebs/

12. Перечень информационных технологий, используемых при осуществлении образовательного процесса по дисциплине (модулю), включая перечень программного обеспечения и информационных справочных систем (при необходимости).

При выполнении практических работ, ведении лекций в качестве информационных технологий используется программное обеспечение Microsoft Office Project, Microsoft Office Visio; IDE Eclipse.

13. Технические средства и материально-техническое обеспечение дисциплины (модуля).

Для проведения лекционных занятий требуется аудитория, оборудованная проектором и проекционным экраном, либо интерактивной доской, либо whiteboard с набором маркеров.

14. Методические указания для обучающихся по освоению дисциплины (модуля).

При подготовке к зачету рекомендуется проработать вопросы, рассмотренные на практических занятиях и представленные в рабочей программе, опираясь на основную и дополнительную литературу и соответствующие Интернет-ресурсы. Кроме того, студентам разрешается заранее подготовить примеры из оригинальной технической литературы, иллюстрирующие те или иные аспекты теоретических вопросов.

Студент также может представить результаты самостоятельной работы в форме презентации, доклада или исследовательской работы (по согласованию c преподавателем).