Cистемна інженерія програмного забезпечення

Анотація навчальної дисципліни

Мета дисципліни:

Розвиток професійних компетенцій у майбутніх магістрів в області системного аналізу та системної інженерії відповідно до вимог спеціальності «121- Інженерія програмного забезпечення». Формування системного погляду, що включає в себе моделювання, прийняття рішень і оптимізацію, планування і управління процесами життєвого циклу системи. Навчання методам розробки з використанням базових моделей і типових процесів. Ознайомлення зі стандартами системної і програмної інженерії.

Завдання дисципліни:

розвити здатність аналізувати предметну область, формувати, класифікувати вимоги до програмного забезпечення;

навчитися розробляти, аналізувати та застосовувати специфікації, стандарти, правила і рекомендації в сфері інженерії програмного забезпечення.

Основні результати навчання

Знати і застосовувати сучасні професійні стандарти і інші нормативно-правові документи з інженерії програмного забезпечення.

Оцінювати і вибирати ефективні методи і моделі розроблення, впровадження, супроводу програмного забезпечення та управління відповідними процесами на всіх етапах життєвого циклу.

Аналізувати, оцінювати і застосовувати на системному рівні сучасні програмні та апаратні платформи для розв’язання складних задач інженерії програмного забезпечення.

Розробляти і модифікувати архітектуру програмного забезпечення для реалізації вимог замовника.

Приймати ефективні організаційно-управлінські рішення в умовах невизначеності та зміни вимог, порівнювати альтернативи, оцінювати ризики.

Прогнозувати розвиток програмних систем та інформаційних технологій.

Форми організації освітнього процесу та види навчальних занять

Л – лекційні заняття; ЛЗ – лабораторні заняття; СРС – самостійна робота здобувача вищої освіти; КР – курсова робота; МКР – модульна контрольна робота; К – консультації.

Тематика та види навчальних занять

тиждень

Л1. Введення в поняття «система». Принцип системності. Застосування поняття «система». Багатозначність поняття «система». Історія виникнення і загальна характеристика поняття «система». Підходи до визначення поняття «система». Групи визначень: онтологічний, гносеологічний, методологічний підходи. 
СРС. К.

тиждень

Л2. Сучасний зміст поняття «система». Формалізовані визначення поняття «система». Вибір визначення системи. Основні поняття, що характеризують будову та функціонування систем. Поняття мети та закономірності ціле утворення. Зв'язок системи і середовища.
ЛЗ1. «Побудова моделі «чорного ящика» досліджуваної системи».
СРС. К.

тиждень

Л3. Ведення в системний аналіз, як методологія рішення проблем. Основні поняття. Базова методологія системного аналізу. Предмет системного аналізу. Етапи системного аналізу. Принципи системного аналізу. Переваги системного аналізу (підходу).
СРС. К.

тиждень

Л4. Системний аналіз в структурі сучасних системних досліджень. Система переваг ОПР і системний підхід до процесу прийняття рішень.  Концепція ризику в задачах системного аналізу.
ЛЗ2. Генерація і вибір перспективних варіантів. 
СРС. К.

тиждень

Л5. Методи і моделі теорії систем і системного аналізу. Моделювання. Базові моделі систем. Вимірювання та оцінювання систем. 
СРС. К.
 
тиждень

Л6. Математичний опис систем. Внутрішній опис; зовнішнє опис; опис систем з кінцевим числом станів; опис системи на мові потенційних функцій; одномірна динаміка; стаціонарна динаміка.
ЛЗ3.  Побудова ієрархічної змістовної моделі досліджуваної системи. Частина 1.
СРС. К.

тиждень

Л7. Задача прийняття рішень. Прийняття рішень. Завдання прийняття рішень. Процес прийняття рішень. Основні системно-теоретичні завдання. 
СРС. К.

тиждень

Л8. Керовані і некеровані динамічні системи. Ідентифікація. Обмеження. Оптимізація. Стохастичні системи.
ЛЗ4. Побудова ієрархічної змістовної моделі досліджуваної системи. Частина 2. 
МКР1. СРС. К.

тиждень

Л9. Мови опису вибору. Вибір як реалізація мети. Множинність завдань вибору. Мова, яка описує вибір критеріально. 
СРС. К.

тиждень

Л.10. Зведення багатокритеріальної задачі до однокритеріальної. Умовна максимізація. Пошук альтернативи із заданими властивостями. Знаходження паретовської безлічі. 
ЛЗ5. Формування основних цілей для всієї системи в цілому і критеріїв досягнення цілей Частина 1. СРС. К.

тиждень

Л11. Опис вибору на мові бінарних відносин. Способи задання бінарних відносин. Вибір в умовах статичної невизначеності. Поняття про основні напрямки математичної статистики. Правила «статистичної техніки безпеки».
СРС. К.

тиждень

Л.12. Багатокритеріальні задачі прийняття рішень. Загальні відомості про багатокритеріальні задачі оптимізації. Математична модель об'єкта проектування.
ЛЗ6. Формування основних цілей для всієї системи в цілому і критеріїв досягнення цілей Частина 2. СРС. К.

тиждень

Л13. Постановка задачі багатокритеріальної оптимізації. Проблеми вирішення завдань багатокритеріальної оптимізації.
СРС. К.

тиждень

Л.14. Декомпозиція системи. Моделі системи як основа декомпозиції. Змістовна модель, як підстава для декомпозиції. Зв’язок між формальною та змістовною моделями. Проблеми повноти моделей. Алгоритмізація процесу декомпозиції.
ЛЗ7. Генерація і вибір перспективних варіантів. Частина 1.
МКР1. СРС. К.

тиждень

Л.15. Прийняття рішень в умовах ризику і невизначеності. Методологія прийняття рішення. Прийняття рішень в умовах ризику. Прийняття рішень в умовах невизначеності.
ЛЗ8. Генерація і вибір перспективних варіантів. Частина 2. 
СРС. К.

Індивідуальна робота 

Виконується КР. Метою виконання курсової роботи є розвиток навичок роботи із формування системного погляду, що включає в себе моделювання, прийняття рішень і оптимізацію, планування і управління процесами життєвого циклу системи проектування інформаційних систем та закріплення знань, отриманих за час вивчення дисципліни «Системна інженерія ПЗ». 

1–2 тижні

Одержання й уточнення завдання.

3 тиждень

Опис вимог до предметної області.

4 тиждень

Розробка та опис моделі «чорного ящика» досліджуваної системи.

5 тиждень

Формування вимог та проблемних ситуацій.

6 -7 тижні

Розробка та опис ієрархічної змістовної моделі досліджуваної системи.

8-9 тижні

Формування  та опис модель цілей досліджуваної системи.

10-11 тижні

Генерація і вибір перспективних варіантів.

12 тиждень

Оформлення висновків. Списку літератури.

13 тиждень

Оформлення пояснювальної записки.

14 тиждень

Захист курсової роботи.

Самостійна робота

Самостійна робота складає 89 години. Розподіл самостійної роботи за видами навчальних робіт:
підготовка до лекційних занять – 15 годин;
    підготовка до лабораторних занять та до виконання модульних контрольних завдань – разом 14 годин;
2)   виконання КР – 30 годин;
3)   підготовка до екзамену – 30 годин.

Процедура оцінювання

Система оцінювання рівня навчальних досягнень ґрунтується на принципах ЄКТС та є накопичувальною. Здобувачі протягом семестру готуються до лекційних, практичних та лабораторних занять, виконують 2 модульні контрольні роботи, КР.

Для забезпечення оперативного контролю за успішністю та якістю рівня навчальних досягнень здобувачів вищої освіти дисципліна поділяється на два семестрові модулі

Для забезпечення оперативного контролю за успішністю та якістю рівня навчальних досягнень здобувачів вищої освіти дисципліна поділяється на два семестрові модулі.

Модульні контрольні роботи №1 та №2 виконуються у письмовій формі. 
Максимальна оцінка за бездоганне виконання кожної модульної контрольної роботи становить 25 балів.
Модульна робота №1 складається з:
−    Теоретичної частини (3 теоретичних питання). Максимальна оцінка за правильну відповідь на кожне питання  становить 5 бали.
−    Практичної частини (2 практичних завдання). Максимальна оцінка за правильну відповідь на кожне питання  становить 5 балів.
Модульна робота №2 складається з:
−    Теоретичної частини (2 теоретичних питання). Максимальна оцінка за правильну відповідь на кожне питання  становить 10 бали.
−    Практичної частини (1 практичне завдання). Максимальна оцінка за правильну відповідь становить 5 балів.

Накопичувальна частина дисципліни складається з поточного контрольного опитування, виконання 6-и лабораторних робіт. В першому модулі виконується 3 лабораторних роботи, лабораторна робота оцінюється 5-ма балами. В другому модулі виконується 3 лабораторних роботи, лабораторна робота оцінюється 6-ма балами. 

Контрольне опитування проводиться у формі усного опитування. Контрольне опитування проводиться після опанування лекційним матеріалом змістових модулів. 

Максимальне оцінювання опитування в першому модулі – 10 балів, в другому – 7 балів. Контрольне опитування полягає в розгорнутій відповіді на теоретичне питання. Бездоганна відповідь в першому модулі оцінюється в 10 балів, в другому – в 7 балів. Відповідь вважається бездоганною, якщо студент не зробив жодної помилки та відповів правильно. За кожне запитання знімається 1 бал, якщо була здійснена невірна відповідь або за відсутність відповіді. Якщо студент відмовився відповідати, то він отримує незадовільну оцінку. Контрольне опитування вважається не складеною, якщо студент отримав незадовільну оцінку.

Оцінювання курсової роботи виконується виходячи з наступних вимог:

- дотриманість графіку виконання та терміну захисту курсового проекту;
- повнота розкриття мети;
- рівень виконання пояснювальної записки;
- змістовність доповіді, правильність та чіткість відповідей на питання при захисті.

Критерії оцінювання КР.

Вступ. Опис варіанту та предметної області. (Теоретична обґрунтованість теми, чітко розроблений науковий апарат) -5 балів.
Побудова моделі «чорного ящика» досліджуваної системи -10 балів.
Формування вимог та проблемних ситуацій – 5 балів.
Побудова ієрархічної змістовної моделі досліджуваної системи-15 балів.
Формування цілей та критеріїв досягнення цілей досліджуваної системи побудова дерева цілей системи – 10 балів.
Генерація і вибір перспективних варіантів -15 балів.
Висновки та оформлення бібліографії - балів.
Загальне оформлення курсової роботи -5 балів.
Планомірний і систематичний характер роботи студента над темою – 5 балів.
Своєчасність здачі курсової роботи – 5 балів.
Грамотний і аргументований захист курсової роботи – 20 балів.

Максимальна оцінка, яку може отримати здобувач за всі виконані види робіт – 100 балів.

Порушення згаданих термінів демонстрування проміжних результатів (10 та 15 тиждень)  автоматично означає зниження оцінки на 5 балів за кожне порушення.

Підсумковим контролем з дисципліни є екзамен. Екзамен з дисципліни складається з двох частин: перевірки теоретичних знань шляхом опитування та виконання практичного завдання. Мінімальна кількість балів. що зараховується як позитивний результат, дорівнює 60 (за 100- бальною системою). 

Бали розподіляються наступним чином: 60 балів – теоретична частина та 40 балів – практична. Білет містить 3 теоретичних питання рівної складності. 

За бездоганну відповідь на кожне питання студент отримує – 20 балів. При цьому відповідь вважається  бездоганною, якщо студент не зробив жодної помилки та повністю виклав зміст питання. 

За кожне запитання знімається 20 балів, якщо була здійснена невірна відповідь або за відсутність відповіді, 5 балів знімається за виправлення відповіді на запитання (за кожне виправлення).

Білет містить 2 практичних питання. За бездоганне виконання завдання практичної частини студент отримує – 40 балів. 

Практична частина екзамену вважається виконаною бездоганно, якщо при наявності розв’язання прикладу, при цьому усі дії виконані вірно, без помилок; всі записи, щодо розв’язання записані послідовно, зроблена перевірка (якщо потрібно). Крім цього усі малюнки, креслення та схеми виконані охайно, без помилок.

Екзамен вважається не складаним, якщо студент отримав незадовільну оцінку.

Умови допуску до підсумкового контролю

До екзамену допускаються здобувачі вищої освіти, які виконали всі види навчальних елементів навчальної дисципліни на не менш, ніж на 60 %.

Екзамен відбувається за всіма тематичними (змістовними) модулями дисципліни.

Політика освітнього процесу

Здобувач зобов’язаний своєчасно та якісно виконувати всі отримані завдання; за необхідністю з метою з’ясування всіх не зрозумілих під час самостійної та індивідуальної роботи питань, відвідувати консультації викладача. Дотримуватись принципів академічної доброчесності.

Виконаний не свій варіант завдання здобувачем не оцінюється.

Робота, яка виконана після встановлених викладачем термінів, не приймається.

Відсутність здобувача на екзамені або на контрольній роботі відповідає оцінці «0». 
Складання/перескладання екзаменів – за встановленим деканатом розкладом.

Під час лекції здійснювати телефонні дзвінки забороняється.

Заборонено використання будь-яких підручників, посібників, конспектів лекцій, шпаргалок під час проходження модульних контролів з дисципліни.

Література
1.  Исаев В.В. Общая теория систем: Учеб. пособие. СПб.: СПбГИЭУ, 2001.
2.  Спицнадель В.Н. Основы системного анализа: Учеб. пособие. М.: Бизнес-пресса, 2000.
 Емельянова. - М.: Финансы и статистика, 2002.
4. Гатаулин А.М. Система прикладных статистико-математических методов обработки экспериментальных данных в сельском хозяйстве. М., Изд-во МСХА, 1992.
5. Силич В.А., Силич М.П. Теория систем и системный анализ: Учебное пособие. — Томск: Томский политехнический университет, 2010. — 281 с. 
6. Светлов Н.М. Системный анализ целей аграрного производства: Лекция по курсу «Системный анализ» для студентов специальностей «Математические методы в экономике» и «Прикладная информатика в экономике АПК» сельскохозяйственных вузов: Изд. 2-е, испр. и доп. / МСХА им. К.А. Тимирязева. М., 2003.
7. Светлов Н.М. Использование формализма условных вероятностей для описания структуры сложных производственных систем: Методические указания по курсу «Общая теория систем и системный анализ» для студентов специальности «Математические методы и исследование операций в экономике».  М.,  2002.

Методична література
1. Методичні вказівки до лабораторних робіт з дисципліни «Системний аналіз» для іноземних студентів спеціальності 121 – “Інженерія програмного забезпечення” / Крісілов В.А., Городнича Е.А. Одеса: ОНПУ, 2018. – 39 с.

Додаткова література
1. Гатаулин А.М., Гаврилов Г.В. и др. Математическое моделирование экономических процессов в сельском хозяйстве. М.: Агропромиздат, 1990.
2. Коршунов Ю.М. Математические основы кибернетики: Учеб. пособие для студентов вузов, обучающихся по спец. «Автоматика и телемеханика». — 3. изд., перераб. и доп. М.: Энергоатомиздат, 1987.
3. Крайзмер Л.П. Кибернетика: Учеб. пособие для студентов с.-х. вузов по экон. спец. — 2-е изд., перераб. и доп. М.: Агропромиздат, 1985.
4. Лорьер Ж.-Л. Системы искусственного интеллекта. М.: Мир, 1991.
5. Месарович М., Такахара Я. Общая теория систем: математические основы. М., 1978.
6. Моисеев Н.Н. Математические задачи системного анализа. М.: Наука, 1981.
7. Н. М. Светлов. Применение искусственного интеллекта в информационных технологиях : учеб. пособие для студентов экон. специальностей / Н. М. Светлов, Г. Н. Светлова. М. : Изд-во МСХА, 2004.
8. Рассел Б. Человеческое познание: его сфера и границы. М., 1957.
9. С.А. Валуев. Системный анализ в экономике и организации производства: Учебник для студентов вузов / Под ред. С.А. Валуева, В.Н.  Волковой. - Л.: Политехника, 1991