Моделирование процессов и систем

Правительство Российской Федерации
Федеральное государственное автономное образовательное
учреждение высшего профессионального образования
"Национальный исследовательский университет
"Высшая школа экономики"
Факультет бизнес-информатики
Программа дисциплины
Моделирование процессов и систем
для направления 080500.62 Бизнес-информатика
подготовки бакалавра
Авторы программы:
Лядова Л.Н., к.ф.м.н., доцент LyadovaLN@hse.perm.ru
Плаксин М.А., к.ф.м.н, доцент PlaksinMA@hse.perm.ru
Сухов А.О., Sukhov_PSU@mail.ru
Одобрена на заседании кафедры информационных технологий в бизнесе
«07» ноября 2011 г.
И.о.зав. кафедрой
Л.В. Шестакова
Утверждена Учебно-методическим Советом НИУ ВШЭ – Пермь
«01» декабря 2011 г.
Председатель
Г.Е. Володина
Пермь, 2011
Настоящая программа не может быть использована другими подразделениями
университета и другими вузами без разрешения кафедры-разработчика программы
Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики»
Программа дисциплины Моделирование процессов и систем
для направления 080500.62 Бизнес-информатика подготовки бакалавра
1. Область применения и нормативные ссылки
Настоящая программа учебной дисциплины устанавливает минимальные требования
к знаниям и умениям студента и определяет содержание и виды учебных занятий и отчетности.
Программа предназначена для преподавателей, ведущих данную дисциплину, учебных ассистентов и студентов направления подготовки 080500.62 Бизнес-информатика, изучающих дисциплину «Моделирование процессов и систем».
Программа разработана в соответствии с:
 Образовательным стандартом государственного образовательного бюджетного
учреждения высшего профессионального образования «Государственный университет – Высшая школа экономики», в отношении которого установлена категория
«Национальный исследовательский университет» по направлению подготовки
080500.62 Бизнес-информатика (уровень подготовки: бакалавр). Утверждён
02.07.2010 г. (протокол № 15).
 Учебным планом университета по направлению подготовки 080500.62 Бизнесинформатика, утвержденным в 2010 г.
2. Цели освоения дисциплины
Целями освоения дисциплины Моделирование и анализ бизнес-процессов являются:
В области обучения - подготовка в области основ гуманитарных, социальных, экономических, математических и естественнонаучных знаний, получение высшего профессионально профилированного (на уровне бакалавра) образования, позволяющего выпускнику
успешно работать в сфере проектирования архитектуры предприятия, стратегического планирования развития ИС и ИКТ управления предприятием, организации процессов жизненного цикла ИС и ИКТ управления предприятием, аналитической поддержки процессов принятия решений для управления предприятием, обладать универсальными и предметноспециализированными компетенциями, способствующими его социальной мобильности и
устойчивости на рынке труда.
В области воспитания - формирование социально-личностных качеств студентов: целеустремленности, организованности, трудолюбия, ответственности, гражданственности,
коммуникативности, толерантности, готовности к ответственному и целеустремленному
решению поставленных задач во взаимодействии с обществом, коллективом, партнерами,
способность проявлять гражданственность, толерантность и высокую общую культуру в общении с подчиненными и сотрудниками всех уровней, способность к саморазвитию, повышению своей квалификации и мастерства, понимание социальной значимости своей будущей профессии, высокую мотивацию к выполнению профессиональной деятельности.
Изучение дисциплины нацелено на:
 знакомство студентов с понятийным аппаратом системологии, законами развития систем;
 получение опыта их использования для анализа конкретных ситуаций, организаций, процессов;
 знакомство с информационными ресурсами и программными средствами, которые могут использоваться для автоматизации процедур системного анализа;
 знакомство с основными понятиями и теоретическими основами моделирования ИС, предметных областей;
 изучение различных методологических подходов к моделированию ИС;
 получение опыта использования современных инструментальных средств, реализующих различные подходы к моделированию и проектированию ИС для
создания профессионально-ориентированных ИС;
2
Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики»
Программа дисциплины Моделирование процессов и систем
для направления 080500.62 Бизнес-информатика подготовки бакалавра
 приобретение студентами навыков практического применения средств моделирования ИС.
3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения
дисциплины
В результате освоения дисциплины студент должен:
 Знать:
 основные понятия системного анализа;
 законы развития искусственных, технических систем и методики их применения;
 понятие модели, виды моделей, методы и средства моделирования;
 подходы к разработке моделей и виды формальных моделей предметных областей;
 особенности использования моделирования как метода исследования;
 различные методологические подходы к моделированию ИС, общие принципы,
лежащие в основе структурно-функционального и объектно-ориентированного
подходов;
 возможности современных средств моделирования ИС, их преимущества и недостатки для решения задач, связанных с анализом предметных областей и организацией процессов на различных этапах жизненного цикла ИС;
 возможности современных языковых инструментариев, предназначенных для
создания предметно-ориентированных языков;
 теоретические основы создания средств моделирования ИС, языковых инструментариев, основные конструкции, графические нотации визуальных языков
моделирования;
 общие принципы создания предметно-ориентированных языков моделирования;
 методы анализа процессов и систем с использованием различных формальных
моделей.
 Уметь:
 применять на практике законы развития искусственных систем;
 прогнозировать направление развития систем на базе применения этих законов;
 применять системный подход к проблемным ситуациям и решению конкретных
задач;
 проводить системный анализ организации с построением ее функциональной,
компонентной, структурной, информационной и пр. моделей;
 применять программное обеспечение, которое может использоваться для автоматизации процедур системного анализа;
 разрабатывать модели, используемые на различных этапах жизненного цикла
ИС, для различных целей и предметных областей с использованием структурного и объектно-ориентированного подходов, средств предметноориентированного моделирования;
 анализировать модели, созданные с использованием различных подходов.
 Иметь навыки (приобрести опыт):
 выбора методов моделирования в зависимости от ситуации;
 моделирования и анализа систем и процессов с использованием различных методов и компьютерных средств их поддержки;
 создания моделей предметных областей и ИС с использованием современных
инструментальных средств моделирования;
3
Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики»
Программа дисциплины Моделирование процессов и систем
для направления 080500.62 Бизнес-информатика подготовки бакалавра
 разработки предметно-ориентированных языков моделирования с использованием языковых инструментариев MetaEdit+, DSL Tools и др.
Студенты также должны получить общее представление о различных инструментальных средствах, разрабатываемых и используемых в ИТ-компаниях региона – местах прохождения производственной практики:
 CASE-средства ГК ИВС (Caseberry, Flexberry).
 Аналитическая платформа ЗАО «Прогноз» (Prognoz Platform).
 DSM-платформа MetaLanguage.
В результате освоения дисциплины студент осваивает следующие компетенции:
Формы и методы
обучения,
Код по
Дескрипторы – основные признаки
способствующие
Компетенция
ФГОС/
освоения (показатели достижения
формированию и
НИУ
результата)
развитию
компетенции
Способность логически верно, аргументировано и ясно строить
устную и письменную
речь
СЛК-1
Даёт чёткие определения основных понятий,
видит их связь.
Чётко формулирует задачи, анализирует
условия и обоснованно выбирает методы
решения, уверенно интерпретирует результаты.
Демонстрирует умение обосновывать предлагаемые решения, проанализировать и оценить их эффективность
Аудиторные занятия проводятся в
форме, предполагающей активное
участие студентов в
работе, обсуждение
проблем и анализ
решений, предлагаемых студентами и
преподавателем на
лекциях и практических занятиях.
Проводятся «защиты» выполненных
заданий, их публичное обсуждение
Способность к письменной и устной коммуникации на государственном языке
ИК-1
Показывает умение грамотно сформулировать текст доклада и/или выступления
Подготовка презентации и докладов
по итогам самостоятельной работы.
Выступление с докладами.
Выступление на
семинарах (практических занятиях)
Готовность работать с
информацией из различных источников /
Владение основными
методами, способами
и средствами получения, хранения, переработки информации /
Владение навыками
работы с компьютером
ИК-4/
ИК-5/
ИК-6
Показывает навыки уверенного владения
средствами поиска информации в Internet, в
различных источниках, рекомендованных
для самостоятельного изучения: электронные библиотеки; сайты фирмпроизводителей программного обеспечения;
сайты конференций, проводимых по тематике дисциплины; сайты университетов с размещённой на них информацией по выполнению проектов и научных исследований по
тематике дисциплины
Самостоятельное
изучение отдельных тем при подготовке к контрольным мероприятиям,
выполнение домашних заданий,
требующее самостоятельно находить информацию.
Подготовка рефе-
4
Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики»
Программа дисциплины Моделирование процессов и систем
для направления 080500.62 Бизнес-информатика подготовки бакалавра
Компетенция
как средством управления информацией,
способность работать
с информацией в глобальных компьютерных сетях
Проводить обследование деятельности и
ИТ-инфраструктуры
предприятий
Использовать соответствующий математический аппарат и инструментальные средства для обработки,
анализа и систематизации информации по
теме исследования
Код по
ФГОС/
НИУ
Дескрипторы – основные признаки
освоения (показатели достижения
результата)
Формы и методы
обучения,
способствующие
формированию и
развитию
компетенции
Демонстрирует умение оценивать и отбирать ратов с использованаиболее важную информацию, максималь- нием источников в
но полезную для решения поставленных за- Интернет
дач при выполнении домашних заданий, при
подготовке к контрольным мероприятиям
ПК-8
ПК-22
Подготовлен к анализу и моделированию
бизнес-процессов с использованием различных методологических подходов (структурно-функционального и объектноориентированного) и инструментальных
средств моделирования
Разработка моделей
процессов с использованием различных инструментальных средств
при выполнении
лабораторных работ и домашних
заданий
Уверенно использует способы формального Использование и
описания и анализа моделей процессов и си- сравнение форстем с применением математического аппа- мальных средств
рата (сети Петри, системы уравнений в мат- при изучении меторичной форме, построение и анализ, оптими- дов моделирования
зация графовых моделей с использованием
и анализа процесалгоритмов на графах)
сов и систем.
Получение формальных оценок и
сравнение их с результатами, полученными на практике
5
Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики»
Программа дисциплины Моделирование процессов и систем
для направления 080500.62 Бизнес-информатика подготовки бакалавра
Компетенция
Готовить научнотехнические отчеты,
презентации, научные
публикации по результатам выполненных
исследований
Код по
ФГОС/
НИУ
Дескрипторы – основные признаки
освоения (показатели достижения
результата)
ПК-23
Умеет грамотно оформлять отчёты о выполнении домашних заданий, проведённых
научных исследований, включающие постановку задач, описание существующих и
предлагаемых решений и оценки результатов.
Демонстрирует умение готовить к публикации статьи, доклады по тематике дисциплины.
Владеет навыками оформления библиографических списков и ссылок в соответствии с
ГОСТ
Формы и методы
обучения,
способствующие
формированию и
развитию
компетенции
Оформление результатов выполнения заданий с использованием требований к оформлению отчетов, современных технологий подготовки
документов.
Подготовка и представление доклада с
использованием
презентации по выбранной теме.
Подготовка к публикации статьи/доклада для
участия в конференции по тематике
дисциплины.
Оформление документов для регистрации электронных ресурсов
4. Место дисциплины в структуре образовательной программы
Настоящая дисциплина относится к профессиональному циклу дисциплин и базовой
части дисциплин.
Изучение данной дисциплины базируется на следующих дисциплинах:
 Базовый школьный курс информатики (владение офисными программами).
 Линейная алгебра (действия с векторами и матрицами, решение систем алгебраических уравнений).
 Математический анализ (исследование функций).
 Дискретная математика (теория графов и автоматов).
 Теоретические основы информатики (основные понятия информатики, визуальные
методы описания алгоритмов, формальные языки и грамматики, теоретические основы распределённых и параллельных процессов).
 Программирование (разработки программ средней сложности, тестирование, навыки работы в современных средах программирования).
 Управление данными (проектирование баз данных, понятие модели данных, архитектура и функции СУБД, языки баз данных).
 Теория вероятностей и математическая статистика.
 Теория организации.
 Менеджмент.
 Экономика фирмы.
6
Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики»
Программа дисциплины Моделирование процессов и систем
для направления 080500.62 Бизнес-информатика подготовки бакалавра
Для освоения учебной дисциплины, студенты должны владеть следующими знаниями
и компетенциями:
 Знать:
 основные понятия информатики;
 операции над векторами и матрицами;
 методы решения уравнений и систем уравнений;
 основные методы анализа функций;
 основные понятия и методы математической статистики;
 визуальные методы описания алгоритмов;
 основы формальных языков и грамматик;
 основы теории графов, типы графов и базовые алгоритмы на графах (поиска
кратчайших путей и пр.);
 основы теории автоматов, представления и анализа;
 понятие модели данных, основные модели данные и их особенности, преимущества и недостатки;
 этапы проектирования баз данных и хранилищ данных;
 понятие нормализации и алгоритмы нормализации при проектировании реляционных баз данных;
 архитектуру и функции СУБД;
 основные проблемы, связанные с параллельным исполнением процессов, разработкой распределённых систем, а также подходы к их решению;
 правила оформления документов;
 возможности средств поиска информации в Интернет;
 иностранный язык на уровне, достаточном для чтения технической документации, справочной информации, поиска и чтения публикаций по тематике дисциплины.
 Уметь:
 разрабатывать программы средней сложности с использованием современных
систем программирования (MS Visual Studio .NET), разрабатывать наборы тестов и тестировать программы;
 разрабатывать визуальные представления алгоритмов, структур данных с использованием возможностей офисных пакетов, графических пакетов;
 оформлять отчёты и программную документацию;
 искать информацию в Интернет с использованием имеющихся средств поиска.
 Иметь навыки:
 использования офисных программ для оформления документов (MS Word, Open
Office и т.п.), подготовки презентаций (MS Power Point и пр.), анализа данных
(MS Excel, Mathcad и пр.);
 решения уравнений и систем алгебраических уравнений;
 выполнения операций над векторами и матрицами;
 анализа, исследования функций;
 применения статистических методов;
 реализации алгоритмов на графах, решения оптимизационных задач с использованием графовых моделей;
 работы в современных средах программирования (MS Visual Studio .NET), разработки, тестирования и отладки программ;
 работы с графическими редакторами, средствами рисования MS Office.
7
Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики»
Программа дисциплины Моделирование процессов и систем
для направления 080500.62 Бизнес-информатика подготовки бакалавра
Основные положения дисциплины могут быть использованы при изучении следующих дисциплин:
 Анализ данных и прогнозирование.
 Анализ и совершенствование бизнес-процессов.
 Архитектура предприятия.
 Бизнес и инновации в сфере ИКТ
 Имитационное моделирование.
 Командный проект по корпоративным информационным системам.
 Математическое моделирование.
 Менеджмент.
 Методы оптимизации.
 Оптимизация и математические методы принятия решений.
 Распределённые информационные системы.
 Теория игр и исследование операций.
 Теория организации.
 Теория полезности и принятия решений.
 Теория случайных процессов.
 Теория управления.
 Управление данными.
 Управление проектами.
 Экономика фирмы.
 Экономическая теория и институциональная экономика.
Полученные знания, умения и навыки используются при проведении научноисследовательских семинаров, выполнении курсовых работ, прохождении производственной
и преддипломной практик и выполнении выпускных квалификационных работ.
1
2
3
4
1 год обучения
Раздел 1. Основные понятия системного
анализа.
Тема 1. Основные понятия системного анализа.
Тема 2. Классификация систем по происхождению. Целеполагание в искусственных и
естественных системах.
Тема 3. Системность как всеобще свойство
мира. Системный анализ как метод исследования систем. Систематизация.
8
Практические
занятия
Всего
часов
Название раздела
Семинары
№
Лекции
Аудиторные часы
Самостоятельна
я работа
5. Тематический план учебной дисциплины
56
12
4
2
8
2
2
4
12
2
4
6
16
28
2
Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики»
Программа дисциплины Моделирование процессов и систем
для направления 080500.62 Бизнес-информатика подготовки бакалавра
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
Тема 4. Свойства и принципы исследования
систем.
Тема 5. Функции системы. Идеальность системы. Развитие системы во времени.
Тема 6. Классификация систем по интенсивности обмена, по параметрам и по степени
сложности.
Раздел 2. Управление в системах
Тема 7. Классификация систем по способу
управления.
Тема 8. Механизм выработки управляющих
воздействий.
Тема 9. Метауправление.
Раздел 3. Моделирование систем.
Тема 10. Основные понятия моделирования.
Тема 11. Классификация моделей.
Тема 12. Математическое моделирование.
Итого за 1 год обучения:
2 год обучения
Раздел 4. Моделирование и технологии создания и управления жизненным циклом
информационных систем, основанные на
использовании моделей
Тема 13. Понятие модели и моделирования,
классификация моделей ИС. Иерархия моделей, понятие метамоделирования.
Тема 14. Структурный подход к моделированию процессов и систем
Тема 15. Объектно-ориентированный подход
к моделированию процессов и систем
Тема 16. Предметно-ориентированные языки
и языковые инструментарии.
Тема 17. Понятие жизненного цикла ИС и
модели жизненного цикла. Моделирование и
CASE-средства.
Тема 18. Понятие онтологии и использование
онтологий при разработке ИС.
Тема 19. Паттерны проектирования.
Раздел 5. Моделирование и анализ процессов и систем с использованием моделей
Тема 20. Сети Петри: определение и использование для анализа процессов и систем
Тема 21. Имитационное моделирование процессов и систем.
9
4
2
12
2
4
6
16
2
6
8
34
6
14
14
6
2
2
2
14
2
6
6
14
54
10
14
30
144
2
10
2
2
6
28
6
14
2
4
8
44
6
30
6
8
16
72
106
14
26
66
10
2
16
2
6
8
24
2
6
16
24
2
6
16
6
2
14
2
4
8
12
2
4
6
38
8
10
20
20
4
6
10
18
4
4
10
2
0
8
4
0
Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики»
Программа дисциплины Моделирование процессов и систем
для направления 080500.62 Бизнес-информатика подготовки бакалавра
28
Итого за 2 год обучения:
29
ИТОГО:
144
288
22
50
0
36
86
80
158
6. Формы контроля знаний студентов
6.1
Формы контроля знаний студентов
Тип
контроля
Текущий
(неделя)
Форма
контроля
Домашнее
задание
Контрольная
работа
1 год
1
2
3
2 год
4
8
8
Домашнее
задание
Зачет
Экзамен
2
8
Контрольная
работа
Промежуточный
Итоговый
1
8
*
*
3
4
Параметры
Набор индивидуальных заданий по
темам курса, выполняемых на
компьютере (проект в LMS)
Набор заданий по темам курса,
самостоятельно выполняемых на
компьютере (через LMS)
Набор заданий по темам курса,
самостоятельно выполняемых на
компьютере (через LMS)
Набор индивидуальных заданий по
темам курса, выполняемых на
компьютере (проект в LMS)
Письменный зачет в форме открытого
теста (90 мин.)
Письменный экзамен (90 мин.).
Билеты включают теоретические
вопросы, ответы иллюстрируются
примерами.
Критерии оценки знаний, навыков
Оценки по всем формам текущего, промежуточного и итогового контроля выставляются по 10-ти балльной шкале.
Формы контроля:
1 год обучения:
 Текущий контроль:
‒ выполнение домашнего задания (через LMS);
‒ выполнение контрольной работы (через LMS);
‒ контроль работы студентов на практических занятиях;
‒ самостоятельное выполнение проектов, направленных на углубление и закрепление теоретических знаний, в LMS;
‒ выступление с презентациями заданий/проектов на занятиях.
В рамках текущего контроля студент должен продемонстрировать, что он:
 Знает:
 основные понятия системного анализа;
 законы развития искусственных, технических систем и методики их применения;
 понятие модели и особенности использования моделирования как метода исследования;
 понятие модели, виды моделей, методы и средства моделирования.
 Умеет:
 применять на практике законы развития искусственных систем;
 прогнозировать направление развития систем на базе применения этих законов;
6.2
10
Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики»
Программа дисциплины Моделирование процессов и систем
для направления 080500.62 Бизнес-информатика подготовки бакалавра
 применять системный подход к проблемным ситуациям и решению конкретных
задач;
 чётко формулировать задачи системного анализа, анализировать условия и
обоснованно выбирать методы их решения;
 проводить системный анализ организации с построением её функциональной,
компонентной, структурной, информационной и пр. моделей;
 применять программное обеспечение, которое может использоваться для автоматизации процедур системного анализа.
 Имеет навыки (приобрёл опыт):
 выбора методов моделирования и анализа в зависимости от ситуации;
 моделирования и анализа систем и процессов с использованием различных методов и компьютерных средств их поддержки;
 интерпретации полученных результатов.
 Способен самостоятельно определять формирующиеся дефициты знаний, умений и
навыков в ходе обучения, при подготовке к занятиям и контрольным
мероприятиям, может сформулировать проблемы, связанные с недостатком знаний
и навыков, и выбрать подходы к их решению.
 Владеет навыками поиска и использования информации, необходимой для
подготовки к занятиям, выполнения заданий (поиск описаний алгоритмов, методов
их оценки и пр.), из различных источников.
 Умеет самостоятельно работать со справочной информацией, руководствами,
технической документацией, написанными на английском языке, и владеет
знаниями, достаточными для понимания информации, полученной из источников
на английском языке.
 Способен анализировать, обосновывать предлагаемые решения.
В домашнее задание включаются вопросы и задачи по темам Раздела 1.
На контрольную работу выносятся вопросы и задачи по темам Разделов 1, 2, 3.

Промежуточный контроль: изучение дисциплины на втором курсе завершается
сдачей зачета.
В рамках промежуточного контроля студент должен продемонстрировать, что он:
 владеет базовыми понятиями системного анализа;
 знает законы развития искусственных, технических систем и методики их применения;
 знает понятие модели и особенности использования моделирования как метода
исследования;
 владеет методами и средствами системного анализа;
 чётко формулирует задачи, анализирует условия и обоснованно выбирает методы решения, уверенно интерпретирует полученные результаты.
Промежуточный контроль (зачёт) осуществляется в форме письменного открытого
теста. Вопросы для подготовки к прохождению контроля по теоретическому материалу приведены ниже (п.9.2). Из приведённых вопросов формируется несколько вариантов теста.
Каждый вопрос оценивается по 4-х бальной «олимпиадной» системе – баллы выставляются по шкале от 3 до 0: + (3), +/– (2), –/+ (1), – (0).
Пересчёт в 10-балльную систему проводится путем пересчета набранных студентом
баллов в процент от максимально возможного количества баллов, округления полученного
числа до десятков и отбрасывания нуля.
2 год обучения:
 Текущий контроль:
11
Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики»
Программа дисциплины Моделирование процессов и систем
для направления 080500.62 Бизнес-информатика подготовки бакалавра
‒
‒
‒
‒
выполнение контрольной работы (через LMS);
выполнение домашнего задания (через LMS);
контроль работы студентов на практических занятиях;
самостоятельное выполнение проектов, направленных на углубление и закрепление теоретических знаний, в LMS;
‒ выступление с презентациями заданий/проектов на занятиях.
В рамках текущего контроля студент должен продемонстрировать, что он:
 Знает:
 понятие модели данных и модели предметной области, подходы к разработке
моделей и виды формальных моделей предметных областей;
 различные методологические подходы к моделированию ИС, общие принципы,
лежащие в основе структурно-функционального и объектно-ориентированного
подходов;
 основные конструкции, графические нотации визуальных языков моделирования;
 возможности современных средств моделирования ИС, их преимущества и недостатки для решения задач, связанных с анализом и моделированием предметных областей и организацией процессов на различных этапах жизненного цикла
ИС;
 возможности современных языковых инструментариев, предназначенных для
создания предметно-ориентированных языков;
 общие принципы создания предметно-ориентированных языков моделирования;
 теоретические основы создания средств моделирования ИС, языковых инструментариев,
 методы анализа процессов и систем с использованием различных формальных
моделей.
 Умеет:
 разрабатывать модели, используемые на различных этапах жизненного цикла
ИС для различных целей, и предметных областей с использованием структурного и объектно-ориентированного подходов, средств предметноориентированного моделирования;
 анализировать модели, созданные с использованием различных подходов, с использованием математического аппарата (алгебры, теории графов, статистики) и
имитационного моделирования.
 Имеет навыки (приобрёл опыт):
 создания моделей предметных областей и ИС с использованием современных
инструментальных средств моделирования;
 разработки предметно-ориентированных языков моделирования с использованием языковых инструментариев MetaEdit+, DSL Tools и др.;
 оформления результатов выполнения заданий с использованием офисных пакетов, графических редакторов.
 Чётко формулирует задачи моделирования и анализа процессов и систем,
анализирует условия и обоснованно выбирает методы и инструменты для их
решения, уверенно интерпретирует полученные результаты.
 Способен обосновывать предлагаемые решения, оценивать их эффективность.
 Подготовлен к анализу и моделированию бизнес-процессов с использованием
различных методологических подходов (структурно-функционального и объектноориентированного) и инструментальных средств моделирования.
12
Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики»
Программа дисциплины Моделирование процессов и систем
для направления 080500.62 Бизнес-информатика подготовки бакалавра
 Уверенно использует способы формального описания и анализа моделей процессов
и систем с применением математического аппарата (сети Петри, системы
уравнений в матричной форме, построение и анализ, оптимизация графовых
моделей с использованием алгоритмов на графах).
 Умеет самостоятельно работать со справочной информацией, руководствами,
написанными на английском языке, и владеет знаниями, достаточными для
самостоятельного изучения и понимания описаний алгоритмов и программ,
формальных моделей, полученными из источников на английском языке.
 Способен самостоятельно определять формирующиеся дефициты знаний, умений и
навыков в ходе обучения, при подготовке к занятиям, выполнении лабораторных
работ на занятиях и проектов с использованием LMS, может сформулировать
проблемы, связанные с недостатком знаний и навыков, и выбрать подходы к их
решению.
 Имеет навыки уверенного владения средствами поиска информации в Internet, в
различных источниках, рекомендованных для самостоятельного изучения:
электронные библиотеки; сайты фирм-производителей программного обеспечения;
сайты конференций, проводимых по тематике дисциплины; сайты университетов с
размещённой на них информацией по выполнению проектов и научных
исследований по тематике дисциплины
 Умеет оценивать и отбирать наиболее важную информацию, максимально
полезную для решения поставленных задач при выполнении домашних заданий,
при подготовке к контрольным мероприятиям.
 Умеет грамотно оформлять отчёты о выполнении домашних заданий, проведённых
научных исследований, включающие постановку задач, описание существующих и
предлагаемых решений и оценки результатов.
 Умеет готовить к публикации статьи, доклады по тематике дисциплины.
 Владеет навыками оформления библиографических списков и ссылок в
соответствии с ГОСТ.
 Владеет навыками грамотного оформления и документирования проектов, их
результатов.
 Умеет грамотно оформлять презентации результатов исследований.
На контрольную работу выносятся задания по темам Разделов 4 и 5 (Приложение 2).
В домашнее задание включаются задания по темам Разделов 4 и 5 (Приложение 3).
 Итоговый контроль: изучение дисциплины завершается сдачей экзамена.
В рамках итогового контроля студент должен продемонстрировать, что он:
 Знает понятие модели данных и модели предметной области, подходы к разработке моделей и виды формальных моделей предметных областей.
 Имеет представление о различных методологических подходах к моделированию ИС.
 Знает общие принципы, лежащие в основе структурно-функционального и объектно-ориентированного подходов.
 Знает и способен использовать основные конструкции, графические нотации визуальных языков моделирования.
 Имеет представление о возможностях современных средств моделирования ИС,
их преимуществах и недостатках для решения задач, связанных с анализом и
моделированием предметных областей и организацией процессов на различных
этапах жизненного цикла ИС.
 Знает возможности современных языковых инструментариев, предназначенных
для создания предметно-ориентированных языков.
13
Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики»
Программа дисциплины Моделирование процессов и систем
для направления 080500.62 Бизнес-информатика подготовки бакалавра
 Знает общие принципы создания предметно-ориентированных языков моделирования.
 Знает теоретические основы создания средств моделирования ИС, языковых инструментариев.
 Знает и способен применить методы анализа процессов и систем с использованием различных формальных моделей.
 Способен разрабатывать модели с использованием средств структурного и объектно-ориентированного подходов, средств предметно-ориентированного моделирования.
 Уверенно использует математический аппарат для анализа моделей процессов и
систем.
Итоговый контроль (экзамен) проводится в форме письменной работы. Примерный
перечень вопросов для подготовки к экзамену приведён в ниже.
Итоговая оценка определяется в соответствии с «Положением об организации контроля знаний», утверждённым протоколом ученого совета НИУ ВШЭ от 24.06.2011 № 26.
Экзамен включает теоретические вопросы, ответы на которые должны быть проиллюстрированы примерами.
Оценки за ответы на вопросы выставляются по 10-балльной шкале. Результирующая
оценка вычисляется как среднее арифметическое (округляется до ближайшего целого).
Сроки проведения контрольных мероприятий определяются учебным планом и графиком учебного процесса.
Формы и сроки проведения контрольных мероприятий определяются учебным планом и графиком учебного процесса.
7. Содержание дисциплины
Раздел 1. Основные понятия системного анализа
Тема 1. Основные понятия системного анализа
Объект. Система. Принцип эмерджентности. Исчезновение системного эффекта при разрушении системы. Системы материальные и нематериальные.
Среда и взаимодействие системы со средой. Среда. Вход/выход. Открытые и замкнутые
системы. Черный ящик.
Функции системы. Функциональность системы как ее определяющая характеристика.
Основной эффект, побочные эффекты, сверхэффект. Формулировка функции в ФСА (глагол
+ существительное: действие + объект действия).
Состав системы. Компоненты. Элементы и подсистемы. Надсистемы. Системы гомогенные и гетерогенные. Существенные и несущественные компоненты. Композиция и декомпозиция.
Структура системы. Существенные и несущественные связи. Иерархичность.
Количество часов аудиторной работы: 2 часа.
Тема 2. Классификация систем по происхождению. Целеполагание в искусственных
и естественных системах
Искусственные и естественные системы. Цели искусственной системы. Проблемы достижения цели (декларируемая ≠ реальной; м.б. не достигнута; только один из выходов, а их
много). Несогласованность целей разных подсистем, подсистем и всей системы. Роль естественной системы в надсистеме.
Бог как источник целей естественных систем. Бог как методический принцип. Наполеон
и Лаплас. Бог и Ньютон. Бог – псевдоответ (возможны ли боги «высших порядков»?).
Надсистема как постановщик целей.
Проблема как источник целей.
Цель как база для выбора альтернативных решений.
SMART. «Нецели».
14
Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики»
Программа дисциплины Моделирование процессов и систем
для направления 080500.62 Бизнес-информатика подготовки бакалавра
Дерево целей.
Дерево противоречий.
Количество часов аудиторной работы: 4 часа.
Тема 3. Системность как всеобще свойство мира. Системный анализ как метод
исследования систем. Систематизация
Системность как всеобщее свойство мира. Системный подход.
Системный анализ как метод исследования систем. Искусственная система как средство решения проблемы.
Порядок синтеза систем. Обязательность этапа моделирования синтезируемой системы и прогноз результатов создания системы. Пример: «ядерная зима».
Порядок декомпозиции при системном анализе. Системный анализ организации (компонентный, структурный, параметрический, функциональный и пр.).
Ограниченность человеческой памяти и многообразие мира. Классификация. Класс. Основание классификации. Ошибки классификации (подмена основания, пересечения классов,
неполнота). Дихотомия (противоположные суждения). Многоуровневая классификация.
Внешняя классификация.
Родовидовые определения. Ошибки в определениях (порочный круг, потеря родового
понятия (замена на «тот, кто»), слишком широкое определение, слишком узкое).
Классификация знаний как основа выделения частных наук. Классификация систем по
наукам. Аристотель. Евклид. Линней. Менделеев.
Систематизация. Структурирование. Соотношение между систематизацией, структ урированием и классификацией.
Количество часов аудиторной работы: 4 часа.
Тема 4. Свойства и принципы исследования систем
Свойства систем: эмерджентность, синергизм, целостность (соотношение свойств объекта внутри и вне системы), связность, эквифинальность, историчность, гомеостаз, иерархичность, полисистемность. Отношение Парето (20/80).
Принцип конечной цели. Принцип функциональности. Принцип двойственного рассмотрения. Иерархизация. Принцип развития.
Количество часов аудиторной работы: 2 часа.
Тема 5. Функции системы. Идеальность системы. Развитие системы во времени
Функции системы: основная и дополнительная. Основной эффект и сверхэффект.
Функции полезные и вредные: для человека, для среды, для самой системы.
Системы конкурирующие, альтернативные, антисистемы.
Идеальность системы. Оценка идеальности. Техническая и эргономическая части.
Развитие во времени. Системы статические и динамические. Квазидинамические модели
динамических систем.
Закон повышения динамичности систем. Этапы развития системы: стабилизация – оптимизация – динамизация – самоорганизация.
Этапы эволюции технических систем: монолит, монолит со сдвинутыми характеристиками, один шарнир, неск. шарниров, гибкая система (метр – складной метр – рулетка), эластичная оболочка, поля.
Системы детерминированные и стохастические (вероятностные). Лапласианский детерминизм.
Развитие. Историчность. Противоречие как источник развития. Законы диалектики.
Наследственность / изменчивость / отбор.
Движение без развития. Рост и развитие. Кризис. Бифуркация. Деградация.
Системный оператор. Геносистема и топосистема. Онтогенез и филогенез.
Закон неравномерного развития.
15
Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики»
Программа дисциплины Моделирование процессов и систем
для направления 080500.62 Бизнес-информатика подготовки бакалавра
Закон S–образного развития систем. Этапы развития системы: рождение, детство, зрелость, старость, смерть или перерождение. Факторы роста, факторы торможения каждого
этапа. Crocodile back. «Долина смерти». Переход на следующую кривую.
Количество часов аудиторной работы: 6 часов.
Тема 6. Классификация систем по интенсивности обмена, по параметрам, по
степени сложности
Классификация по интенсивности обмена. Системы открытые и замкнутые.
Энтропия. Закон возрастания энтропии в замкнутых системах. II начало термодинамики и тепловая смерть Вселенной.
Информация как негэнтропия. Информация как степень разнообразия системы. Принцип необходимого разнообразия.
Параметры количественные и качественные. Количественные: дискретные и непрерывные. Качественные: на естественном языке, на формальном языке.
Классификация систем по степени сложности. Системы простые, сложные и очень
сложные (непознаваемые). Их свойства. Сложность и стохастичность систем.
Противопоставление систем больших и систем сложных. Их свойства.
Количество часов аудиторной работы: 8 часов.
Литература по разделу:
1. Качала В.В Основы теории систем и системного анализа. Учеб. пособие для вузов. М.: Горячая линия. Телеком, 2007.
2. Теория систем и системный анализ в управлении организациями Справочник: учеб.
пособие иол ред. В.Н. Волковой и Л.Л.Емельяновой. М.: Финансы и статистика. –
М. 2009.
3. Рождение изобретения (стратегия и тактика решения изобретательских задач).
А.И.Гасанов, Б.М.Гохмаи. А.П.Ефимочкин и др. М.: Интсрпакс. 1995.
4. Альтшуллер Г.С. и др. Поиск новых идей От озарения к технологии – Кишинев:
Каргя Молдовеняско. 1989.
5. Альтшуллер Г.С. Творчество. как точная наука. М. Радио и связь. 1979.
6. Альгшуллер Г.С. Найти идею. Введение в теорию решения изобретательских задач
Новосибирск: "Наука". Сиб. отд-нне. 1986.
7. Рубин М.С Основы ТРИЗ. Применение ТРИЗ в программных н информационных
системах. Учеб. пособие. - СПб: СПбГУ. Мат-мех факультет. 2011.
8. Репейков Л.13.. Резникове Г.В. Теория и практика решения технических чадам учеб.
пособие Л.В. Ревенков. К.В. Резникова. М.: ФОРУМ. 2009.
9. Шпаковский II.Л. 1 РИЗ Анализ технической информации и генерация новых идей:
учеб. пособие М.: ФОРУМ, 2010.
10. Шпаковский И.А. Новицкая Г.О. ТРИЗ. Практика изобретательства: учеб. пособие.
М.: ФОРУМ 2011.
Формы и методы проведения занятий по разделу, применяемые учебные технологии:
 «Проблемно-ориентированное» чтение лекций. Обсуждение задач, возникающих в
различных предметных областях и решаемых с использованием методов системного
анализа. Обязательное выделение задач, актуальных для данной аудитории, и демонстрация действенности методов системного анализа для их решения.
 Оперативные опросы по материалам лекций и практических занятий.
 Выполнение индивидуальных заданий с обсуждением и анализом результатов.
 Групповая работа над заданиями по указанию преподавателя. Представление и обсуждение результатов.
16
Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики»
Программа дисциплины Моделирование процессов и систем
для направления 080500.62 Бизнес-информатика подготовки бакалавра
 Выбор студентами программных средств, наиболее подходящих для выполнения
заданий. Выбор наиболее подходящей формы представления результатов. Обсуждение выбранных программных средств и форм представления. Сравнительный
анализ их сильных и слабых сторон.
 Привлечение студентов к постановке задач. Опрос с целью выявления существующих у студентов проблем (как профессиональных, так и из других областей). Отработка формулирования проблемы в виде, пригодном для анализа и решения (как
коллективного, так и индивидуального).
Раздел 2. Управление в системах
Тема 7. Классификация систем по способу управления
Закон повышения управляемости.
Системы неуправляемые, управляемые извне и самоуправляемые. Управляемые извне:
без обратной связи и с обратной связью. Самоуправляемые: программно управляемые и
самоорганизующиеся.
Этапы развития системы: стабилизация – оптимизация – динамизация – самоорганизация.
Схема управления с обратной связью. Обратная связь положительная и отрицательная.
Количество часов аудиторной работы: 4 часа.
Тема 8. Механизм выработки управляющих воздействий
Без обратной связи.
С восприятием информации о среде и об объекте или только об объекте.
С встроенной уставкой или с уставкой, задаваемой извне.
С наличием модели для выработки прогноза поведения объекта или без такой модели.
С наличием модели для выработки прогноза изменения среды или без таковой.
Упреждающие сигналы для реагирования на будущие изменения среды.
Количество часов аудиторной работы: 8 часов.
Тема 9. Метауправление
Понятие метауправления. Его функции.
Количество часов аудиторной работы: 8 часов.
Литература по разделу:
1. Качала В.В Основы теории систем и системного анализа. Учеб. пособие для вузов. –
М.: Горячая линия. Телеком. 2007.
2. Теория систем и системный анализ в управлении организациями Справочник: учеб.
пособие иол ред. В.Н. Волковой и Л.Л.Емельяновой. М.: Финансы и статистика. –
М. 2009.
3. Винер Н. Кибернетика или управление и связь в животном и машине. М.: Советское
радио, 1968.
4. Винер Н. Кибернетика и общество. М.: Наука, 1961.
5. Бир С. Кибернетика и управление производством. М.: Физматгиз, 1963.
6. Бир С. Мозг фирмы. М.: Радио и связь, 1993.
Формы и методы проведения занятий по разделу, применяемые учебные технологии:
 «Проблемно-ориентированное» чтение лекций. Обсуждение задач, возникающих в
различных предметных областях и решаемых с использованием методов системного
анализа. Обязательное выделение задач, актуальных для данной аудитории, и демонстрация действенности методов системного анализа для их решения.
 Оперативные опросы по материалам лекций и практических занятий.
 Выполнение индивидуальных заданий с обсуждением и анализом результатов.
 Групповая работа над заданиями. Представление и обсуждение результатов.
17
Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики»
Программа дисциплины Моделирование процессов и систем
для направления 080500.62 Бизнес-информатика подготовки бакалавра
 Выбор студентами программных средств, наиболее подходящих для выполнения
заданий. Выбор наиболее подходящей формы представления результатов. Обсуждение выбранных программных средств и форм представления. Сравнительный
анализ их сильных и слабых сторон.
 Привлечение студентов к постановке задач. Опрос с целью выявления существующих у студентов проблем (как профессиональных, так и из других областей). Отработка формулирования проблемы в виде, пригодном для анализа и решения (как
коллективного, так и индивидуального).
Раздел 3. Моделирование систем
Тема 10. Основные понятия моделирования
Понятие модели. Понятие моделирования. Адекватность и когерентность модели.
Процесс исследования с помощью моделей.
Количество часов аудиторной работы: 4 часа.
Тема 11. Классификация моделей
По средствам моделирования: материальные (предметные, натурные) и идеальные (абстрактные). Информационные, числовые, логические, графические. Машинные. Аналоговые и дискретные.
По стабильности поведения: статические, динамические, квазидинамические.
По назначению: дескриптивные и нормативные.
По способам выражения соотношений между входом, выходом и внутренними параметрами: функциональные (кибернетические) и структурные.
По моделируемому аспекту системы: параметрические, компонентные, структурные,
функциональные, потоковые (информационные, энергетические, финансовые) и др.
Количество часов аудиторной работы: 8 часов.
Тема 12. Математическое моделирование
Математическое моделирование. Формализация. Аналитические модели. Алгоритмические модели. Имитационные модели.
Количество часов аудиторной работы: 14 асов.
Литература по разделу:
1. Качала В.В Основы теории систем и системного анализа. Учеб. пособие для вузов. –
М.: Горячая линия. Телеком. 2007.
2. Теория систем и системный анализ в управлении организациями Справочник: учеб.
пособие иол ред. В.Н. Волковой и Л.Л.Емельяновой. М.: Финансы и статистика. –
М. 2009.
3. Винер Н. Кибернетика или управление и связь в животном и машине. М.: Советское
радио, 1968.
4. Винер Н. Кибернетика и общество. М.: Наука, 1961.
5. Бир С. Кибернетика и управление производством. М.: Физматгиз, 1963.
6. Бир С. Мозг фирмы. М.: Радио и связь, 1993.
Формы и методы проведения занятий по разделу, применяемые учебные технологии:
 «Проблемно-ориентированное» чтение лекций. Обсуждение задач, возникающих в
различных предметных областях и решаемых с использованием методов системного
анализа. Обязательное выделение задач, актуальных для данной аудитории, и демонстрация действенности методов системного анализа для их решения.
 Оперативные опросы по материалам лекций и практических занятий.
 Выполнение индивидуальных заданий с обсуждением и анализом результатов.
 Групповая работа над заданиями. Представление и обсуждение результатов.
18
Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики»
Программа дисциплины Моделирование процессов и систем
для направления 080500.62 Бизнес-информатика подготовки бакалавра
 Выбор студентами программных средств, наиболее подходящих для выполнения
заданий. Выбор наиболее подходящей формы представления результатов. Обсуждение выбранных программных средств и форм представления. Сравнительный
анализ их сильных и слабых сторон.
 Привлечение студентов к постановке задач. Опрос с целью выявления существующих у студентов проблем (как профессиональных, так и из других областей). Отработка формулирования проблемы в виде, пригодном для анализа и решения (как
коллективного, так и индивидуального).
Раздел 4. Моделирование и технологии создания и управления жизненным циклом
информационных систем, основанные на использовании моделей
Тема 13. Понятие модели и моделирования, классификация моделей ИС. Иерархия
моделей, понятие метамоделирования
Понятие информационной системы (ИС). Понятие модели. Моделирование информационных систем. Свойства моделей и основные принципы моделирования ИС. Классификация моделей ИС. Использование моделей для формализации требований к ИС.
Понятие бизнес-процесса (БП). ERP-системы. Моделирование БП. Диаграммы потоков
данных (DFD) и потоков работ (WFD). Семейство стандартов IDEF. Диаграммы активности
языка UML. Нотация eEPC. Стандарт BPMN.
Четырёхуровневая иерархия моделей. Понятие метамоделей.
Архитектура, управляемая моделью (MDA). Принципы MDA, стандарт MOF. Платформенно-независимые модели (PIM) и платформенно-зависимые модели (PSM). Понятие
трансформации моделей, требования к трасформациям. Процесс разработки ИС с использованием MDA. Примеры.
Количество часов аудиторной работы: 2 часа.
Тема 14. Структурный подход к моделированию ИС
Сущность структурного подхода. Базовые принципы структурного подхода: а) «разделяй и властвуй», б) принцип иерархического упорядочения, в) абстрагирования, г) при нцип непротиворечивости, д) принцип структурирования данных. Плюсы и минусы структурного подхода. Метод функционального моделирования SADT. Набор стандартов IDEF.
Моделирование потоков данных, диаграммы DFD. Моделирование структур данных, диаграммы ERD.
Количество часов аудиторной работы: 8 часов.
Тема 15. Объектно-ориентированный подход к моделированию ИС
Сущность объектно-ориентированного подхода. Определения, базовые принципы объектно-ориентированного подхода: уникальность, классификация, инкапсуляция, наследование, полиморфизм. Плюсы и минусы объектно-ориентированного подхода. Унифицированный язык UML. История UML. Определение языка UML. Диаграммы прецедентов
(UseCase-диаграммы). Определение концептуальной модели. Проектирование взаимодействия. Диаграммы классов. Моделирование бизнес-процессов, диаграммы активностей. Концептуальное моделирование и диаграммы понятий. Моделирование поведения системы и
диаграмма последовательностей. Проектирование поведения системы и диаграммы сотрудничества. Проектирование статической структуры системы и диаграмма классов. Модель реализации и диаграмма компонентов.
Количество часов аудиторной работы: 8 часов.
Тема 16. Предметно-ориентированные языки и языковые инструментарии
Недостатки традиционных подходов к моделированию. Понятие предметноориентированного языка (DSL, DSML), связь с метамоделированием. Классификация
DSLs. Использование DSL при разработке ИС, плюсы и минусы. Языковые инструментарии, DSM-платформы. Общая характеристика. Структура DSM-платформы. Примеры: MS
DSL Tools, MetaEdit+, Eclipse GMF и др. Сравнение возможностей. Принципы разработки
19
Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики»
Программа дисциплины Моделирование процессов и систем
для направления 080500.62 Бизнес-информатика подготовки бакалавра
DSL. Примеры разработки DSL. Мультиязыковые системы. Понятие трансформаций. Вертикальные и горизонтальные трансформации.
Понятие абстрактного и конкретного синтаксиса. Алгоритмические сети, автоматные
модели, графовые грамматики. Различные формализмы представления графовых грамматик:
классические графы и орграфы, мультиграфы, псевдографы, метаграфы, hi-графы, гиперграфы и др.
Проблема преобразования моделей из одной нотации в другую. Подходы к трансформации моделей: язык трансформации ATL; подходы, основанные на трансформации графовых
грамматик GReAT, Attributed Graph Grammar; подход к трансформации на основе обучающей выборки примеров MTBE.
Количество часов аудиторной работы: 8 часов.
Тема 17. Понятие жизненного цикла ИС и модели жизненного цикла.
Моделирование и CASE-средства
Понятие жизненного цикла ИС. Этапы жизненного цикла, модели жизненного цикла.
Процессы жизненного цикла. Модели жизненного цикла ИС, сравнение. Роль инструме нтальных средств в управлении жизненным циклом ИС.
Количество часов аудиторной работы: 2 часа.
Тема 18. Понятие онтологии и использование онтологий при разработке ИС
Понятие онтологии. Определение онтологии Томаса Грубера. Содержание онтологии:
классы, отношения, функции, аксиомы, экземпляры. Классификация онтологий по цели создания и содержанию. Языки описания онтологий (OWL, RDF, KIF, CycL и др.): основные
возможности, элементы языков.
Инструментальные средства описания онтологий: Protégé, DOE, OntoEdit, OilEd,
WebOnto.
Количество часов аудиторной работы: 6 часов.
Тема 19. Паттерны проектирования
Понятие паттерна проектирования, элементы паттерна (имя, задача, решение, результат).
Назначение и преимущества использования паттернов проектирования. Классификация паттернов. Пространство паттернов проектирования. Примеры.
Количество часов аудиторной работы: 6 часов.
Литература по разделу:
1. Шаврин С.М. Моделирование и проектирование информационных систем: учеб.метод. пособие / С.М. Шаврин, Л.Н. Лядова, С.И. Чуприна; Перм. гос. ун т.– Пермь,
2007. – 152 с.: ил. (электронный ресурс).
2. Лядова Л.Н., Сухов А.О. Материалы лекций по дисциплине. [Электронный ресурс в
формате файлов MS Word и презентаций Power Point]
Формы и методы проведения занятий по разделу, применяемые учебные технологии:
 «Проблемно-ориентированное» чтение лекций с обсуждением задач, решаемых на
различных этапах жизненного цикла ИС с использованием моделей, и вариантов
решений с использованием презентаций.
 Оперативные опросы по материалам лекций и практических занятий.
 Практические занятия в компьютерном классе: индивидуальное выполнение лабораторных работ и практических заданий с использованием установленного программного обеспечения, решение задач с обсуждением и анализом результатов.
 Выполнение индивидуальных проектов по темам раздела с представлением результатов (отчёта, выступления с презентацией).
 Оформление документов на регистрацию созданных электронных ресурсов (с консультациями преподавателя).
20
Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики»
Программа дисциплины Моделирование процессов и систем
для направления 080500.62 Бизнес-информатика подготовки бакалавра
Раздел 5. Моделирование и анализ процессов и систем с использованием моделей
Тема 20. Сети Петри: определение и использование для анализа процессов и систем
Сети Петри: определение, классификация. Правила моделирования с использованием
сетей Петри, структура и динамика процессов. Ограничения использования. Примеры.
Свойства и анализ сетей Петри (ограниченность, безопасность, сохраняемость, достижимость, живость). Анализ достижимости, дерево достижимости. Структурный анализ сети
на основе заданной матрицы инцидентности и начального маркирования сети.
Количество часов аудиторной работы: 10 часов.
Тема 21. Имитационное моделирование процессов и систем
Метод имитационного моделирования: понятие, применение. Подходы к разработке
имитационных моделей. Системы моделирования, архитектура, общие принципы работы.
Применение средств имитационного моделирования для анализа процессов и систем.
Количество часов аудиторной работы: 8 часов.
Литература по разделу:
1. Лядова Л.Н., Сухов А.О. Материалы лекции по дисциплине. [Электронный ресурс в
формате файлов MS Word и презентаций Power Point]
Формы и методы проведения занятий по разделу, применяемые учебные технологии:
 «Проблемно-ориентированное» чтение лекций с обсуждением задач, решаемых на
различных этапах жизненного цикла ИС с использованием моделей, и вариантов
решений с использованием презентаций.
 Оперативные опросы по материалам лекций и практических занятий.
 Практические занятия в компьютерном классе: индивидуальное выполнение лабораторных работ и практических заданий с использованием установленного программного обеспечения, решение задач с обсуждением и анализом результатов.
 Выполнение индивидуальных проектов по темам раздела с представлением результатов (отчёта, выступления с презентацией).
8. Образовательные технологии
На занятиях рекомендуется выполнять разбор практических задач с использованием
нормативно-справочной информации, материалов выполненных проектов в НИУ ВШЭ.
По отдельным темам курса выполняются индивидуальные и групповые проекты с использованием инструментальных средств моделирования и анализа процессов, с обсуждением и представлением результатов.
В рамках курса предусмотрены встречи с представителями ИТ-компаний города (ЗАО
«ПРОГНОЗ», ГК «ИВС» и др.), телеконференции (по возможности) с преподавателями НИУ
ВШЭ, иностранными специалистами – представителями фирм-производителей программного обеспечения, исследователями.
Методические рекомендации преподавателю
1. На первом занятии следует сформулировать цель курса, определить порядок его
прохождения, требования и сроки контрольных мероприятий.
2. Поскольку сдача индивидуальных заданий в полном объеме всеми студентами в
конце семестра приведет к значительному росту нагрузки на преподавателя и (как следствие) к снижению качества проверки, рекомендуется установить систему льгот и/или
штрафов, поощряющую студентов к постепенной сдаче результатов индивидуальной работы в течение всего семестра. Например, регулярность работы и сдачи результатов в течение
семестра может быть поощрена путем сокращения количества требований, прощения мелких огрех и т.п.
21
Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики»
Программа дисциплины Моделирование процессов и систем
для направления 080500.62 Бизнес-информатика подготовки бакалавра
3. На занятиях используется «проблемный» подход к изложению материала: материал
каждой лекции иллюстрируется примерами, рассматриваются проблемные ситуации, требующие решения с использованием рассматриваемого материала. При этом студенты должны
активно участвовать в обсуждении вопросов, выработке решений. Для самостоятельного
изучения предлагается использовать электронные ресурсы.
4. Для выполняемых проектов рекомендуется согласовать темы проектов с темами
курсовых работ.
Методические указания студентам
Студенту рекомендуется следующая схема подготовки к занятию:
1) проработать конспект лекций;
2) проанализировать основную и дополнительную литературу, рекомендованную по
изучаемому разделу;
3) проанализировать варианты решений, предложенные преподавателем;
4) при затруднениях сформулировать вопросы к преподавателю.
Для изучения курса рекомендуется «метод наката». Состоит он в следующем.
Перед началом каждого семестра просмотрите материал основного учебника в режиме «пять секунд» на страницу и с вопросом: «Что из этого я уже знаю?». Цель такого просмотра – создать в голове некоторый «информационный ком», за который будут «цепляться» последующие знания. Наличие такого задела способствует резкому повышению «запоминаемости» материала. Это – «первое прочтение» материала.
При «втором прочтении» ставится вопрос: «Что из этого я понимаю?». Не надо стремиться понять все и сразу. Но надо выделить понятный Вам материал и зафиксировать непонятные места.
«Третье чтение» проводится под знаком вопроса «Что я еще могу понять?». Оно может быть повторено несколько раз и сопровождаться постепенным расширением понятного
материала.
Отдельное «чтение» должно быть проведено с целью «Запомнить». Что следует запоминать? Во-первых, терминологию. Термины надо выучить, даже если вы не до конца понимаете соответствующие разделы курса. Во-вторых, структуру курса. Для этого надо выучить оглавление курса: названия глав и параграфов, их следование и вложенность. Кроме
того, следует выбрать в каждом параграфе максимально информативный абзац и выучить
его наизусть. Цель такого заучивания – научиться говорить по теме данного курса связными мыслями.
Последнее «пятое прочтение» курса следует провести перед зачетом (экзаменом)
опять в режиме «пять секунд на страницу». Его цель – освежить в памяти материал, который вы уже знаете.
Студентам для самостоятельной работы предлагается ряд индивидуальных заданий.
Поскольку общий объем всех описанных ниже заданий может потребовать времени
большего, нежели это отведено учебным планом для самостоятельной работы, конкретный
набор индивидуальных заданий и требований к их выполнению для каждого студента формируется преподавателем индивидуально.
На практических занятиях следует провести обсуждение результатов, полученных
разными студентами при выполнении их индивидуальных заданий.
22
Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики»
Программа дисциплины Моделирование процессов и систем
для направления 080500.62 Бизнес-информатика подготовки бакалавра
9. Оценочные средства для текущего контроля и аттестации студента
9.1 Тематика заданий текущего контроля
Темы работ для домашнего задания (1 год изучения) для каждого студента утверждаются преподавателем в индивидуальном порядке:
1. Оценка идеальности системы
Провести оценку идеальности технической системы.
Отследить изменение идеальности данной системы в течение последних нескольких
(десятков) лет.
Построить прогноз развития данной системы на основе формулы идеальности.
2. Дерево целей.
Построить дерево своих собственных целей.
3. Дерево целей фирмы
Построить дерево целей фирмы.
4. Дерево противоречий свое
Достроить дерево своих собственных целей до дерева противоречий.
5. Дерево противоречий фирмы
Достроить дерево целей фирмы до дерева противоречий
6. SMART дерево целей свое
Достроить дерево собственных противоречий: оценить каждую цель в дереве по критериям SMART.
7. SMART дерево целей фирмы
Достроить дерево противоречий фирмы: оценить каждую цель в дереве по критериям
SMART.
8. Системный оператор
Описать системный оператор для фирмы.
Фирма – та же, для которой описывали дерево целей.
9. Описание внешних связей фирмы (описание фирмы как черного ящика)
В качестве тренировочного задания провести описание внешних связей факультета
бизнес-информатики. Это описание будем рассматривать на практике.
В качестве проекта описать внешние связи фирмы.
Описание внешних связей вести по следующей схеме.
Для входных воздействий:
1) Какая внешняя система оказывает воздействие?
2) В чем заключается воздействие? Как меняется его интенсивность? От чего она зависит?
3) На какие параметры рассматриваемой системы воздействие влияет? Каково это
влияние?
Для выходных воздействий:
1) На какую внешнюю систему направлено воздействие?
2) От каких параметров рассматриваемой системы воздействие зависит? Какова эта
зависимость?
23
Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики»
Программа дисциплины Моделирование процессов и систем
для направления 080500.62 Бизнес-информатика подготовки бакалавра
3) В чем заключается воздействие с точки зрения внешней системы?
10. Классификация
Построить многоуровневые классификации для 3-х множеств из файла "Аристотель и
Линней":
1) множества фактов,
2) множества из животных,
3) множества растений.
11. Принятие решений: вариантный сектор
Использовать методику вариантных секторов для фиксации обоснования проектного
решения
12. Принятие решений: МАИ
Использовать метод анализа иерархий для фиксации обоснования проектного решения.
Иерархия должна иметь не менее трех уровней.
Оценить согласованность МПС.
Довести согласованность до приемлемого уровня.
В отчет по проекту включить описание действий по согласованию МПС.
13. Сценарии
Описать набор неальтернативных сценариев. Сгенерировать обобщенный сценарий и
словесное описание его результатов.
14. Коробка максимального объема
Определить размеры коробки максимального объема, которую можно изготовить из
прямоугольного куска жести размером 2 на 3 м. Коробка без крышки.
Решить задачу дважды: аналитически (используя методы математического анализа) и
численно (без привлечения математического анализа).
В численном варианте минимизировать объем вычислений (для ручного счета, без использования Excel).
Сравнить результаты.
Тема для домашней контрольной работы: анализ организации
Провести анализ организации по следующему плану:
1) Проблема, для решения которой создана организация
2) Цели
3) Выделение из окружающего мира
4) Внешние связи (кто и как влияет на систему, на кого и как влияет система).
5) Разрешение неопределенностей разного рода
6) Состав
7) Структурная модель
8) Функциональная модель
9) Параметрическая модель
Задание на анализ организации выдается в начале изучения курса с тем, чтобы при освоении всех инструментов системного анализа студент видел в перспективе их применение для
выполнения этой работы, мог к ней готовиться, выполнять ее части по мере изучения соответствующих тем. Часть индивидуальных заданий напрямую связана с данной работой, является подготовкой к ее реализации. Т.е. выполнение данной контрольной работы растягивает-
24
Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики»
Программа дисциплины Моделирование процессов и систем
для направления 080500.62 Бизнес-информатика подготовки бакалавра
ся почти на весь курс и включает в себя практическое применение большей части изученных
инструментов системного анализа.
Оценка за контрольную работу ставится с учетом выполнения следующих требований:
1. В отчете отражены все требуемые пункты. Содержимое всех пунктов соответствует
друг другу. В описании разных пунктов могут присутствовать несущественные недочеты (14 шт.). – 8-10 баллов.
2. В отчете отражены все требуемые пункты. Между содержимым разных пунктов могут
быть несущественные несоответствия. В описании разных пунктов может присутствовать 5–
6 несущественных недочетов или какой-то один существенный недочет. – 6-7 баллов.
3. В отчете отсутствует один из требуемых пунктов. Между содержимым разных пунктов может быть одно существенное несоответствие. В описании разных пунктов может присутствовать 6-8 несущественных недочетов или 1-2 существенных недочета. – 4-5 баллов.
4. В отчете отсутствует более одного требуемого пункта. Между содержимым разных
пунктов более одного существенного несоответствия. В описании разных пунктов может
присутствовать более 8 несущественных недочетов или более 2 существенных. – 1-3 балла.
Требования к выполнению контрольной работы и домашнего задания для 2 года
изучения приведены в Приложениях 2-3.
Тема контрольной работы: Структурный и объектно-ориентированный подходы к
моделированию информационных систем и процессов.
При выполнении контрольной работы проверяются знания студента, полученные при
изучении тем:


Структурный подход к моделированию ИС. Диаграммы SADT/IDEF0, DFD, ERD.
Объектно-ориентированный подход к моделированию ИС. Диаграммы вариантов использования, диаграммы классов, диаграммы последовательности языка UML.
Задание выполняется каждым студентом индивидуально в соответствии со своим вариантом, который определяется по согласованию с преподавателем.
Формулировка задания: провести моделирование предметной области с помощью
а) структурного и
б) объектно-ориентированного подхода.
Максимальное количество баллов, которые студент может получить за выполнение задания равно десяти. Вид диаграммы и её вес в определении оценки за выполнение контрольной работы приведены в таблице:
Вид диаграммы
Вес
Диаграмма SADT/IDEF0
Диаграмма DFD
Диаграмма ERD
Диаграмма вариантов использования UML
Диаграмма классов UML
Диаграмма последовательности UML
3
2
1
1
1
2
Критерии оценки выполнения задания представлены в следующей таблице:
Характеристика решения
Оценка
Диаграмма изображена в соответствии с нотацией, в работе
может присутствовать 1-2 небольших недочётов.
Диаграмма изображена в соответствии с нотацией, но в работе
имеется существенный недочёт / 3-5 небольших недочётов.
Диаграмма не соответствует заданной нотации / в диаграмме
отсутствуют необходимые уровни декомпозиции.
8-10
25
5-7
менее 5
Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики»
Программа дисциплины Моделирование процессов и систем
для направления 080500.62 Бизнес-информатика подготовки бакалавра
Тема домашнего задания:
Разработка предметно-ориентированного языка с использованием DSM-платформы.
Задание выполняется в группе (не более трех студентов) или индивидуально. Каждый
студент отчитывается по каждому пункту задания индивидуально. Предметную область
(Приложение 3) для выполнения домашнего задания студент выбирает самостоятельно (по
согласованию с преподавателем).
Студентам необходимо разработать визуальный предметно-ориентированный язык моделирования с использованием одной из DSM-платформ: MetaEdit+, MS DSL Tools,
Eclipse GMF.
При выполнении задания требуется:
1. Выполнить этап концептуального анализа исследуемой предметной области, выделить основные понятия и связи между ними.
2. Разработать DSL, содержащий 10-15 взаимосвязанных конструкций предметной
области.
3. Описать с помощью выбранной DSM-платформы разработанный предметноориентированный язык: описать абстрактный и конкретный синтаксис языка,
определить инструментарий, используемый для отображения конструкций создаваемого DSL, построить шаблоны для генерации кода визуального редактора.
4. Используя созданный DSL, описать одну-две модели предметной области.
5. Подготовить отчёт по выполненному заданию (Приложение 3).
Предусмотрена процедура защиты для выполненного задания, в ходе которой необходимо объяснить и обосновать представленное решение.
Максимальное количество баллов, которые студент может получить за выполнение задания равно тридцати.
Распределение баллов за выполнение работы представлено в следующей таблице:
Требование к заданию
Предметно-ориентированный язык спроектирован с учётом особенностей предметной области. Построенная метамодель достаточно полно описывает предметную область и все её особенности.
Концептуальная модель предметной области описана с помощью инструментария DSM-платформы без внесения изменений в её логику.
В работе присутствует подробное и чёткое обоснование выбора конструкций
DSL и связей между ними.
Отчёт содержит пошаговое наглядное описание процесса создания DSL.
Отчёт содержит пошаговое наглядное описание процесса создания моделей.
В ходе защиты домашнего задания студент демонстрирует знание профессиональной терминологии и теоретического материала дисциплины.
Оформление отчёта и программного проекта удовлетворяет требованиям,
предъявляемым к оформлению студенческих работ НИУ ВШЭ.
Итого:
9.2
Вопросы для оценки качества освоения дисциплины
Вопросы к зачёту (промежуточному контролю (1 год изучения):
1. Объект
2. Система
3. Принцип эмерджентности
4. Среда
5. Вход/выход
26
Максимальное
количество
баллов
6
3
6
3
5
3
4
30
Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики»
Программа дисциплины Моделирование процессов и систем
для направления 080500.62 Бизнес-информатика подготовки бакалавра
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19.
20.
21.
22.
23.
24.
25.
26.
27.
28.
29.
30.
31.
32.
33.
34.
35.
36.
37.
38.
39.
40.
41.
42.
43.
44.
45.
46.
47.
48.
49.
50.
51.
52.
53.
54.
55.
Черный ящик
Компонент
Элемент
Подсистема
Надсистема
Состав системы
Структура системы
Существенные/несущественные компоненты и связи
Классификация
Класс
Основание классификации
Порядок научного исследования
Системный подход
Гомеостаз
Эквифинальность
Синергизм
Принцип двойственности
Композиция
Декомпозиция
Классификация систем по происхождению
Целеполагание в искусственных и естественных системах
Функции системы
Системный оператор
Геносистема
Топосистема
Онтогенез
Филогенез
Идеальная система
Классификация систем по интенсивности обмена
Понятие энтропии
Энтропия в замкнутых системах
Системы гомогенные/гетерогенные
Классификация систем по динамичности
Классификация систем по предсказуемости
Лапласианский детерминизм
Классификация систем по параметрам
Классификация систем по способу управления
Виды прямой связи.
Обратная связь
Виды обратной связи
Механизм выработки управляющих воздействий.
Метауправление.
Информация как степень разнообразия системы.
Принцип необходимого разнообразия.
Классификация систем по степени сложности
Сложные системы (как противопоставление большим)
Большие системы (как противопоставление сложным)
Дерево целей.
Закон повышения идеальности
Закон полноты частей системы
27
Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики»
Программа дисциплины Моделирование процессов и систем
для направления 080500.62 Бизнес-информатика подготовки бакалавра
56. Закон сквозного прохода энергии
57. Закон S-образного развития
58. Закон неравномерности развития частей системы
59. Закон согласования-рассогласования
60. Закон вытеснения человека из ТС
61. Закон свертывания-развертывания ТС
62. Закон повышения динамичности
63. Закон повышения управляемости
64. Закон перехода на микроуровень и преимущественного использования полей
65. Закон перехода в надсистему.
Вопросы к экзамену (итоговому контролю (2 год обучения)):
1. Понятие информационной системы (ИС). Жизненный цикл информационных систем, этапы жизненного цикла, модели жизненного цикла.
2. Понятие модели, многоуровневые модели ИС и понятие метамодели.
3. Модели и языки моделирования.
4. Технологии разработки информационных систем, основанные на использовании
моделей.
5. Понятие и основные положения MDA.
6. Цикл разработки ИС с использованием MDA.
7. Платформенно-независимые и платформенно-зависимые модели, понятие трансформации и требования к трансформациям.
8. Понятие онтологии.
9. Спектр онтологий и их использование при разработке ИС.
10. Определение онтологии Томаса Грубера; содержание онтологии: классы, отношения, функции, аксиомы, экземпляры.
11. Классификация онтологий по цели создания и содержанию.
12. Языки описания онтологий (OWL, RDF, KIF, CycL и др.): основные возможности, элементы языка, примеры. Инструментальные средства описания онтологий:
Protégé, DOE, OntoEdit, OilEd, WebOnto.
13. Понятие паттерна проектирования, элементы паттернов проектирования.
14. Назначение паттернов. Классификация паттернов.
15. Использования паттернов проектирования при разработке ИС.
16. Структурный подход к моделированию процессов и систем. Базовые принципы
структурного подхода к моделированию, его преимущества и недостатки.
17. Основные типы используемых диаграмм: IDEF0 (SADT), ERD, DFD, краткая характеристика, примеры.
18. Объектно-ориентированных подход к моделированию процессов и систем.
19. Диаграмм UML: диаграммы классов, диаграммы вариантов использования, диаграммы взаимодействия, краткая характеристика, преимущества, недостатки,
примеры.
20. Понятие предметно-ориентированных языков (DSL), их классификация, примеры.
21. Преимущества и недостатки предметно-ориентированного моделирования. Использование DSL при разработке ИС.
22. Подходы к разработке DSL. Понятие DSM-платформы (языкового инструментария). Требования к инструментальным средствам разработки DSL. Архитектура
DSM-платформ.
23. Инструментальное средство MetaEdit+: основные возможности, преимущества,
недостатки. Алгоритм описания DSL и моделей предметной области с помощью
MetaEdit+.
28
Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики»
Программа дисциплины Моделирование процессов и систем
для направления 080500.62 Бизнес-информатика подготовки бакалавра
24. Технология Eclipse Graphical Modeling Framework: основные возможности, преимущества, недостатки. Алгоритм описания DSL и моделей предметной области
с помощью Eclipse Graphical Modeling Framework.
25. Языковой инструментарий MS DSL Tools: основные возможности, преимущества, недостатки. Алгоритм описания DSL и моделей предметной области с помощью MS DSL Tools.
26. Технология Meta Programming System: основные возможности, преимущества,
недостатки. Алгоритм описания DSL и модели предметной области с помощью
Meta Programming System.
27. Научно-исследовательские проекты Real-IT, UFO-toolkit: краткая характеристика,
области применения.
28. Сравнение различных инструментальных средств разработки предметноориентированных языков моделирования: MetaEdit+, Microsoft Tools for Domainspecific Modeling, Eclipse Graphical Modeling Framework, Meta Programming
System.
29. Понятие абстрактного и конкретного синтаксиса. Понятие графовой грамматики.
30. Различные формализмы представления графовых грамматик (классические графы, орграфы, мультиграфы, псевдографы, метаграфы, hi-графы, гиперграфы и
др.) и их применение в программировании и моделировании. Примеры.
31. Мультимоделирование при разработке ИС. Проблема преобразования моделей из
одной нотации в другую. Понятие трансформации, классификация.
32. Подходы к трансформации моделей: язык трансформации ATL; подходы, основанные на трансформации графовых грамматик GReAT, Attributed Graph
Grammar, VIATRA; подход к трансформации на основе обучающей выборки
примеров MTBE.
33. Понятие бизнес-процесса (БП). ERP-системы. Моделирование БП. Диаграммы
потоков данных (DFD) и потоков работ (WFD). Семейство стандартов IDEF. Диаграммы активности языка UML. Нотация eEPC. Стандарт BPMN. Примеры.
34. Анализ процессов и систем с использованием моделей: понятие сети Петри,
формальное определение сети Петри.
35. Классификация сетей Петри и их назначение.
36. Свойства сетей Петри и анализ процессов.
37. Дерево достижимости: понятие и алгоритм построения.
38. Матричное представление сетей Петри и анализ на основе матричных уравнений.
39. Понятие метода имитационного моделирования.
40. Подходы к разработке имитационных моделей и классификация систем имитационного моделирования.
10. Порядок формирования оценок по дисциплине
В НИУ ВШЭ – Пермь принята следующая система весов:
20% результирующей оценки – оценка за работу на семинарских занятиях;
40% результирующей оценки – взвешенная сумма оценок за контрольные мероприятия;
40% результирующей оценки – оценка за итоговый (или промежуточный контроль).
Таким образом, 60% результирующей оценки – это накопительная оценка и 40% – это
оценка за итоговый (или промежуточный контроль).
Результирующая оценка за 1 год обучения рассчитывается с помощью взвешенной
суммы накопительной оценки и оценки за зачет.
Накопительная оценка рассчитывается с помощью взвешенной суммы оценок за отдельные формы текущего контроля. К формам текущего контроля относятся контрольные
29
Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики»
Программа дисциплины Моделирование процессов и систем
для направления 080500.62 Бизнес-информатика подготовки бакалавра
мероприятия (контрольные работы, эссе, коллоквиумы и пр.), которые определены учебным
планом.
Формулы расчета оценок:
О текущая = n1∙Од/з + n2∙Ок/р
где Оi – оценки за контрольные мероприятия (эссе, контрольная работа, реферат и пр.)
ni – вес контрольных мероприятий (определяются преподавателем и ∑ni=1 или
100%), при этом
Веса по контрольным мероприятиям:
n1 = 50% - домашнее задание,
n1 = 50% - контрольная работа.
О накопительная = k1∙Отекущая + k2∙Оаудиторная
где ki – вес текущей и аудиторной оценки, при этом k1=2/3, k2=1/3
О результирующая = q1∙Онакопительная + q2∙Опромеж. контроль
где qi – вес накопительной оценки и оценки за промежуточный контроль, при этом
q1=0,6, q2=0,4
Результирующая оценка за 2 год обучения рассчитывается с помощью взвешенной
суммы накопительной оценки и оценки за экзамен.
Накопительная оценка рассчитывается с помощью взвешенной суммы оценок за отдельные формы текущего контроля. К формам текущего контроля относятся контрольные
мероприятия (контрольные работы, эссе, коллоквиумы и пр.), которые определены учебным
планом.
Формулы расчета оценок:
О текущая = n1∙Ок/р + n2∙Од/з
где Оi – оценки за контрольные мероприятия (эссе, контрольная работа, реферат и пр.)
ni – вес контрольных мероприятий (определяются преподавателем и ∑ni=1 или
100%), при этом
Веса по контрольным мероприятиям:
n1 = 50% - контрольная работа,
n2 = 50% - домашняя работа.
О накопительная = k1∙Отекущая + k2∙Оаудиторная
где ki – вес текущей и аудиторной оценки, при этом k1=2/3, k2=1/3
О результирующая = q1∙Онакопительная + q2∙Оитог.контроль
где qi – вес накопительной оценки и оценки за итоговый контроль, при этом q1=0,6,
q2=0,4
11. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины
11.1 Базовый учебник
1 год:
1. Качала В.В Основы теории систем и системного анализа. Учеб. пособие для вузов. –
М.: Горячая линия. Телеком. 2007.
2. Теория систем и системный анализ в управлении организациями Справочник: учеб.
пособие под ред. В.Н. Волковой и Л.Л.Емельяновой. М.: Финансы и статистика. –
М. 2009.
30
Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики»
Программа дисциплины Моделирование процессов и систем
для направления 080500.62 Бизнес-информатика подготовки бакалавра
2 год:
3. Шаврин С.М. Моделирование и проектирование информационных систем: учеб.метод. пособие / С.М. Шаврин, Л.Н. Лядова, С.И. Чуприна; Перм. гос. ун т.– Пермь,
2007. – 152 с.: ил. (электронный ресурс).
4. Лядова Л.Н., Сухов А.О. Материалы лекций по дисциплине (электронные ресурсы в
формате MS Word и презентаций MS Power Point).
11.2 Основная литература
1 год:
1. Шумский. Л А. Системный анализ в защите информации : учеб. пособие для студентов вузов, обучающихся по специальностям в области информационной безопасности А.А.Шумский. Л.А Шелупанов. М.: Гелиос АРВ. 2005.
2. Анфнлатов В.С. Емельянов А.А., Кукушкин А.А Системный анализ в управлении.
Уч. пособие. М.: Финансы и статистика. 2002.
3. Дорохов И.Н, Меньшиков В.В. Системный анализ процессов химической технологии. Интеллектуальные системы и инженерное творчество в задачах интенсификации химико-технологических процессов и производств. М.: Наука. 2005.
4. Казиов В.М. Введение в анализ, синтез и моделирование систем: учеб. пособие. - М.
Интернет-Универеситет Информационных технологий: БИНОМ Лаборатория знаний, 2007.
5. Разумов О.С Благодатских В.А Системные знания: концепция, методология, практика. - М.: Финансы и статистика. 2006.
6. Рубин М.С Основы ТРИЗ. Применение ТРИЗ в программных и информационных
системах. Учеб. пособие. – СПб: СПбГУ. Мат-мех факультет. 2011.
7. Репейков Л.13.. Резникове Г.В. Теория и практика решения технических чадам учеб.
пособие Л.В. Ревенков. К.В. Резникова. М.: ФОРУМ, 2009.
8. Шпаковский II.Л. 1 РИЗ Анализ технической информации и генерация новых идей:
учеб. пособие М.: ФОРУМ, 2010.
9. Шпаковский И.А. Новицкая Г'-О. ТРИЗ. Практика изобретательства: учеб. пособие.
М.: ФОРУМ 2011.
2 год:
10. Вендров А.М. CASE-технологии. Современные методы и средства проектирования
информационных систем: [Электронный документ]
(http://www.citforum.ru/database/case/index.shtml). Проверено 21.12.2007.
11. Лядова Л.Н., Мызникова Б.И., Фролова Н.В. Основы информатики и информационных технологий: Учебное пособие. Пермь: Пермский университет, 2006.
12. Марка Д., МакГоуэн К. Методология структурного анализа и проектирования
SADT: [Электронный документ] (http://www.interface.ru/case/sadt0.htm). Проверено
21.12.2007.
13. Фаулер М. Языковой инструментарий: новая жизнь языков предметной области:
[Электронный документ] (http://www.optim.su/cs/2005/3/fowler/fowler.asp). Проверено 21.12.2007.
14. Ambler S. Introduction to Data Flow Diagram (DFD)s: [Электронный документ]
(http://www.agilemodeling.com/artifacts/dataFlowDiagram.htm). Проверено 21.12.2007.
15. Anderson C. DSL Tools: [Электронный документ]
(http://www.codeproject.com/KB/cs/DSLTools.aspx). Проверено 21.05.2008.
31
Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики»
Программа дисциплины Моделирование процессов и систем
для направления 080500.62 Бизнес-информатика подготовки бакалавра
11.3 Дополнительная литература
1 год:
1. Альтшуллер Г.С. Алгоритм изобретения. М.: "Моск. рабочий", 1-е изд., 1969; 2-е
изд., 1973.
2. Дерзкие формулы творчества /Сост. А.Б. Селюцкий.- Петрозаводск:"Карелия", 1987.
3. Нить в лабиринте / Сост.А.Б.Селюцкий.- Петрозаводск: Карелия, 1988.
4. Правила игры без правил / Сост.А.Б.Селюцкий. - Петрозаводск: Карелия, 1989.
5. Как стать еретиком / Сост. А.Б.Селюцкий. - Петрозаводск: Карелия, 1991.
6. Шанс на приключение / Сост. А.Б.Селюцкий.- Петрозаводск: Карелия, 1991.
7. Гуд Г.Х., Макол Р.Э. Системотехника. Введение в проектирование больших систем.
М.: Советское радио, 1962.
8. Калашников В.В. Сложные системы и методы их анализа. М.: Знание, 1990.
9. Квейд Э. Анализ сложных систем. М.: Советское радио, 1969.
10. Андрейчиков А.В., Андрейчикова О.Н. Анализ, синтез, планирование решений в
экономике. – М.: Финансы и статистика, 2001.
11. Черняк Ю.И. Системный анализ в управлении экономикой. М.: Экономика, 1975
12. Меерович Г.А. Эффект больших систем. М.: Знание, 1985.
13. Клир Дж. Системология. Автоматизация решения системных задач. М.: Радио и
связь. – 1990.
14. Теслинов А.Г. Развитие систем управления: методология и концептуальные структуры. М.: «Глобус», 1998.
15. Янг С. Системное управление организацией. М.: Советское радио, 1972.
16. Акофф Р. Планирование в больших экономических системах. М.: Советское радио,
1972.
17. Системный анализ и структура управления. М.: Знание, 1975.
18. Губанов В.А., Захаров В.В., Коваленко А.Н. Введение в системный анализ. Уч. пособие. Изд-во ленинградского ун-та, 1988.
19. Кибернетика: прошлое для будущего. Этюды по истории отечественной кибернетики. М.: Наука, 1989.
20. Михайлов, В.А. Решение учебных задач по ТРИЗ: учеб.пособие /Чуваш. ун-т
им.И.Н.Ульянова. – Чебоксары : Изд-во Чуваш.ун-та, 1992.
21. Уразаев, Владимир Георгиевич. ТРИЗ в электронике / В.Уразаев. – М.: Техносфера,
2006.
22. Шумский, Алексей Анатольевич. Системный анализ в защите информации : учеб.
пособие для студентов вузов, обучающихся по специальностям в области информационной безопасности /А.А.Шумский, А.А.Шелупанов. – М.: Гелиос АРВ, 2005.
2 год:
23. Ларионов А.В. Визуальный язык автоматного программирования для Microsoft
Visual Studio 2005: [Электронный документ] (http://is.ifmo.ru/papers). Проверено
21.05.2008.
24. Basu A., Blanning R.W. Graphs, Hypergraphs, and Metagraphs // Metagraphs and Their
Applications. International Book Series “Integrated Series in Information Systems”.
Springer US. Volume 15, 2007. Pp. 1–12.
25. Basu A., Blanning R.W. Metagraphs in model management // Metagraphs and Their
Applications. International Book Series “Integrated Series in Information Systems”.
Springer US. Volume 15, 2007. Pp. 71–95.
26. Blanning R.W., Basu A. A Metagraph-based DSS Analysis Workbench // Proceedings of
the 29th Annual Hawaii International Conference on System Sciences, Hawaii, 1996.
Pp. 386-395.
32
Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики»
Программа дисциплины Моделирование процессов и систем
для направления 080500.62 Бизнес-информатика подготовки бакалавра
27. Brooks F. No Silver Bullet: Essence and Accidents of Software Engineering: [Электронный документ] (http://www.cs.uu.nl/docs/vakken/pm/docs/no_silver_bullet.html). Проверено 21.12.2007.
28. Courcelle B Graph Rewriting: An Algebraic and Logic Approach // Handbook of
Theoretical Computer Science. – 1990, Vol. B. Pp. 193-242.
29. Courcelle B. Recognizable Sets of Graphs, Hypergraphs and Relational Structures: A
Survey // Developments in Language Theory. International Book Series “Lecture Notes in
Computer Science”. Springer Berlin. Volume 3340/2005, 2005. Pp. 1–11.
30. Creating Domain-Specific Languages [Электронный документ]
(http://msdn2.microsoft.com/en-us/library/bb126259(VS.90).aspx). Проверено 21.05.2008.
31. Dmitriev S. Language Oriented Programming: The Next Programming Paradigm: [Электронный документ]
(http://www.onboard.jetbrains.com/is1/articles/04/10/lop/index.html). Проверено 21.05.2008.
32. Fowler M. A Language Workbench in Action – MPS: [Электронный документ]
(http://www.martinfowler.com/articles/mpsAgree.html). Проверено 21.05.2008.
33. Grabska E., Strug B. Applying Cooperating Distributed Graph Grammars in Computer
Aided Design // Parallel Processing and Applied Mathematics. International Book Series
“Lecture Notes in Computer Science”. Springer Berlin. Volume 3911/2006, 2006.
Pp. 567–574.
34. Graphical Modeling Framework: [Электронный документ]
(http://www.eclipse.org/gmf). Проверено 21.05.2008.
35. Harel D. On Visual Formalisms // Communications of the ACM. – 1988, – Vol. 31.
Pp. 514-530.
36. Mazanek S. Visual Languages. MetaEdit+: [Электронный документ]
(http://visual-languages.blogspot.com/2007/11/metaedit.html). Проверено 21.05.2008.
37. Montanari U., Rossi F. Graph Rewriting, Constraint Solving and Tiles for Coordinating
Distributed Systems // Applied Categorical Structures. Springer Netherlands. Volume 7,
Number 4, 1999. Pp. 333–370.
38. Power J., Tourlas K. Abstraction in Reasoning about Higraph-Based Systems //
Foundations of Software Science and Computation Structures. International Book Series
“Lecture Notes in Computer Science”. Springer Berlin. Volume 2620/2003, 2003.
Pp. 392–408.
39. Rekers J., Schuerr A. A Graph Grammar approach to Graphical Parsing // IEEE
Symposium on Visual Languages, 1995. Pp. 195 – 202.
40. Safa L. The Making Of User-Interface Designer A Proprietary DSM Tool: [Электронный документ] (http://www.dsmforum.org/events/DSM07/papers/safa.pdf). Проверено
21.05.2008.
41. Stanchfield S. An ANTLR Tutorial: [Электронный документ]
(http://javadude.com/articles/antlrtut). Проверено 21.12.2007.
42. Tolvanen Juha-Pekka, Rossi Matti MetaEdit+: defining and using domain-specific
modeling languages and code generators: [Электронный документ]
(http://portal.acm.org/citation.cfm?id=949365). Проверено 21.05.2008.
43. Материалы сайтов www.interface.ru, www.citforum.ru, www.rif.ru, www.osp.ru,
www.uml.ru.
Публикации для выполнения индивидуальных заданий рекомендуются при определении
темы (труди конференций, публикации в научных журналах).
33
Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики»
Программа дисциплины Моделирование процессов и систем
для направления 080500.62 Бизнес-информатика подготовки бакалавра
11.4 Справочники, словари, энциклопедии
Интерактивные справочные системы пакетов и языковых инструментариев, используемых для выполнения заданий и подготовки отчётов.
11.5 Программные средства
Для успешного освоения дисциплины, студент использует следующие программные
средства:
 Пакет MS Office (MS Word) – для подготовки отчётов, оформления документации.
 MS Power Point – для разработки и просмотра презентаций.
 Microsoft Visio – для разработки визуальных моделей при выполнении лабораторных работ и домашней контрольной работы.
 Редактор онтологий Protégé – для разработки онтологий при выполнении практических заданий.
 Языковые инструментарии (DSM-платформы) MS DSL Tools, MetaEdit+,
Eclipse GMF – для выполнения домашнего задания (разработки DSL).
 Система имитационного моделирования GPSS World (Student Version).
11.6 Дистанционная поддержка дисциплины
Все материалы по дисциплине размещаются в LMS.
Система используется для выполнения проектов, подготовки к контрольным работам,
выполнению домашних заданий.
12. Материально-техническое обеспечение дисциплины
Лекции и практические занятия проводятся с использованием мультимедийного оборудования для демонстрации презентаций. Практические занятия проводятся в компьютерных классах.
34
Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики»
Программа дисциплины Моделирование процессов и систем
для направления 080500.62 Бизнес-информатика подготовки бакалавра
Приложение 1.
План практических занятий (1 год, второй курс)
Раздел 1. Основные понятия системного анализа
Тема 1. Основные понятия системного анализа
Практические занятия не предусмотрены.
Тема 2. Классификация систем по происхождению. Целеполагание в искусственных и
естественных системах
Надсистема как постановщик целей.
Проблема как источник целей.
Дерево целей.
Дерево противоречий.
SMART. «Нецели».
Цель как база для выбора альтернативных решений.
Лекции: 2 час.
Практические занятия: 2 часа.
Самостоятельная работа: 4 часа.
Тема 3. Системность как всеобще свойство мира. Системный анализ как метод исследования систем. Систематизация
Системный анализ как метод исследования систем.
Порядок синтеза систем.
Порядок декомпозиции при системном анализе. Системный анализ организации (компонентный, структурный, параметрический, функциональный и пр.).
Классификация. Основание классификации. Ошибки классификации. Дихотомия. Многоуровневая классификация. Внешняя классификация.
Родовидовые определения. Ошибки в определениях.
Классификация систем по наукам. Аристотель. Евклид. Линней. Менделеев.
Лекции: 2 часа.
Практические занятия: 4 часа.
Самостоятельная работа: 6 часов.
Тема 4. Свойства и принципы исследования систем
Практические занятия не предусмотрены.
Тема 5. Функции системы. Идеальность системы. Развитие системы во времени
Функции системы: основная и дополнительная. Функции полезные и вредные: для человека, для среды, для самой системы.
Идеальность системы. Оценка идеальности. Техническая и эргономическая части.
Закон повышения динамичности систем. Этапы эволюции технических систем.
Системный оператор.
Закон неравномерного развития.
Закон S–образного развития систем.
Лекции: 2 час.
Практические занятия: 4 часа.
35
Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики»
Программа дисциплины Моделирование процессов и систем
для направления 080500.62 Бизнес-информатика подготовки бакалавра
Самостоятельная работа: 6 часов.
Тема 6. Классификация систем по интенсивности обмена, по параметрам и степени
сложности
Информация как негэнтропия. Информация как степень разнообразия системы.
Принцип необходимого разнообразия.
Параметры количественные и качественные. Количественные: дискретные и непрерывные. Качественные: на естественном языке, на формальном языке.
Классификация систем по степени сложности.
Противопоставление систем больших и систем сложных.
Лекции: 2 час.
Практические занятия: 6 часов.
Самостоятельная работа: 8 часов.
Раздел 2 Управление в системах
Тема 7. Классификация систем по способу управления
Закон повышения управляемости.
Системы неуправляемые, управляемые извне и самоуправляемые. Управляемые извне:
без обратной связи и с обратной связью. Самоуправляемые: программно управляемые и самоорганизующиеся.
Этапы развития системы: стабилизация – оптимизация – динамизация – самоорганизация.
Схема управления с обратной связью. Обратная связь положительная и отрицательная.
Лекции: 2 час.
Практические занятия: 2 часа.
Самостоятельная работа: 2 часа.
Тема 8. Механизм выработки управляющих воздействий
Без обратной связи.
С восприятием информации о среде и об объекте или только об объекте.
С встроенной уставкой или с уставкой, задаваемой извне.
С наличием модели для выработки прогноза поведения объекта или без такой модели.
С наличием модели для выработки прогноза изменения среды или без таковой.
Упреждающие сигналы для реагирования на будущие изменения среды.
Лекции: 2 час.
Практические занятия: 6 часов.
Самостоятельная работа: 6 часов.
Тема 9. Метауправление
Функции метауправления.
Лекции: 2 час.
Практические занятия: 6 часов.
Самостоятельная работа: 6 часов.
36
Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики»
Программа дисциплины Моделирование процессов и систем
для направления 080500.62 Бизнес-информатика подготовки бакалавра
Раздел 3. Моделирование систем
Тема 10. Основные понятия моделирования
Понятие модели. Понятие моделирования. Адекватность и когерентность модели. Процесс исследования с помощью моделей.
Лекции: 2 час.
Практические занятия: 2 часа.
Самостоятельная работа: 6 часов.
Тема 11. Классификация моделей
Модели статические, динамические, квазидинамические.
Модели дескриптивные и нормативные.
Модели параметрические. Модели компонентные. Модели структурные. Модели функциональные. Модели потоковые.
Лекции: 2 час.
Практические занятия: 4 часа.
Самостоятельная работа: 8 часов.
Тема 12. Математическое моделирование
Аналитические модели. Алгоритмические модели. Имитационные модели.
Лекции: 6 часов.
Практические занятия: 8 часов.
Самостоятельная работа:1 6 часов.
37
Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики»
Программа дисциплины Моделирование процессов и систем
для направления 080500.62 Бизнес-информатика подготовки бакалавра
План практических занятий (2 год, третий курс)
Тема 14. Структурный подход к моделированию процессов и систем
Используемые для реализации моделей языки моделирования: SADT (IDEF0), DFD,
ERD и др. Правила построения диаграмм, основные конструкции языков моделирования,
примеры создания моделей.
Лекции: 2 час.
Практические занятия: 4 часа.
Самостоятельная работа: 8 часов.
На практических занятиях студенты получают навыки использования структурного
подхода к моделированию.
Отведённое на самостоятельную работу время используется для закрепления лекционного и практического материала, выполнения домашней контрольной работы.
Тема 15. Объектно-ориентированный подход к моделированию процессов и систем
Язык моделирования UML. Краткая характеристика основных видов диаграмм. Диаграммы вариантов использования, диаграммы классов, диаграммы последовательности. Разработка диаграмм различных типов для заданных предметных областей.
Лекции: 2 часа.
Практические занятия: 6 часов.
Самостоятельная работа: 66 часов.
На практических занятиях студенты получают навыки использования объектноориентированного подхода к моделированию, знакомятся с языком UML.
Отведённое на самостоятельную работу время используется для закрепления лекционного и практического материала, выполнения домашней контрольной работы.
Тема 16. Предметно-ориентированные языки и средства их разработки
Использование DSL при разработке ИС. Подходы к разработке DSL.
Инструментальное средство MetaEdit+: редакторы, браузеры объектов, репозиторий,
генераторы. Пример создания приложения с помощью MetaEdit+: построение предметноориентированного визуального языка моделирования, разработка визуальной модели приложения, генерация исходного кода системы.
Структура языкового инструментария MS DSL Tools. Шаблоны разработки DSL. Инструменты для описания абстрактного и конкретного синтаксиса, модели инструментов.
Свойства элементов дизайнера: доменные свойства, декораторы. Пример использования
платформы Microsoft DSL Tools для разработки языков моделирования. Инструментальное
средство State Machine Designer, как расширение технологии DSL Tools.
Структура платформы: технологии GEF и EMF. Описание абстрактного и конкретного
синтаксиса, модели инструментов, задание модели соответствия, создание генераторов. Панель GMF Dashboard. Разработка DSL с использованием языкового инструментария Eclipse
GMF.
Языково-ориентированное программирование на примере системы Meta Programming
System (MPS), предназначенной для создания текстовых DSL. Языковые средства MPS: язык
структуры, язык редактора, базовый язык, язык шаблонов.
На практических занятиях студенты знакомятся с примерами предметноориентированных языков и их использованием при построении моделей процессов и систем
в различных предметных областях, получают навыки разработки визуальных предметноориентированных языков и создания с их помощью моделей, практический опыт использования различных формализмов для описания абстрактного синтаксиса визуальных языков,
38
Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики»
Программа дисциплины Моделирование процессов и систем
для направления 080500.62 Бизнес-информатика подготовки бакалавра
знакомятся с подходами к трансформации моделей, получают практические навыки работы с
инструментальными средствами для выполнения трансформаций.
Отведённое на самостоятельную работу время используется для закрепления теоретического и практического материала, выполнения домашнего задания.
Лекции: 2 часа.
Практические занятия: 6 часов.
Самостоятельная работа: 16 часов.
Тема 18. Понятие онтологии и использование онтологий при разработке ИС
Понятие онтологии. Определение онтологии Томаса Грубера. Содержание онтологии:
классы, отношения, функции, аксиомы, экземпляры. Классификация онтологий по цели создания и содержанию. Языки описания онтологий (OWL, RDF, KIF, CycL и др.): основные
возможности, элементы языков.
Инструментальные средства описания онтологий: Protégé, DOE, OntoEdit, OilEd,
WebOnto.
Лекции: 2 часа.
Практические занятия: 4 часа.
Самостоятельная работа: 8 часов.
На практических занятиях студенты получают навыки построения онтологий с помощью инструментария Protégé.
Отведённое на самостоятельную работу время используется для закрепления лекционного и практического материала, выполнении индивидуальных заданий.
Тема 20. Сети Петри: определение и использование для анализа процессов и систем
Примеры разработки сетей различных классов, анализ свойств сетей.
Лекции: 2 часа.
Практические занятия: 6 часов.
Самостоятельная работа: 10 часов.
На практических занятиях студенты получают навыки построения сетей Петри и их
анализа.
Отведённое на самостоятельную работу время используется для закрепления лекционного и практического материала, выполнении индивидуальных заданий.
Тема 21. Имитационное моделирование процессов и систем
Примеры разработки моделей с использованием системы имитационного моделирования GPSS.
Лекции: 4 часа.
Практические занятия: 4 часа.
Самостоятельная работа: 10 часов.
На практических занятиях студенты получают навыки построения и анализа имитационных моделей.
Отведённое на самостоятельную работу время используется для закрепления лекционного и практического материала, выполнении индивидуальных заданий.
39
Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики»
Программа дисциплины Моделирование процессов и систем
для направления 080500.62 Бизнес-информатика подготовки бакалавра
Приложение 2.
Домашняя контрольная работа по дисциплине
«Моделирование процессов и систем»
(2 год изучения, третий курс)
Тема: Структурный и объектно-ориентированный подходы к моделированию информационных систем и процессов.
При выполнении контрольной работы проверяются знания студента, полученные при
изучении тем:


Структурный подход к моделированию ИС. Диаграммы SADT/IDEF0, DFD, ERD.
Объектно-ориентированный подход к моделированию ИС. Диаграммы вариантов использования, диаграммы классов, диаграммы последовательности языка UML.
Задание выполняется каждым студентом индивидуально в соответствии со своим вариантом, который определяется порядковым номером студента в журнале.
Формулировка задания: провести моделирование предметной области с помощью
а) структурного и
б) объектно-ориентированного подхода.
Соответствие предложенной для моделирования предметной области и варианта студента следующее:
1. Книжный магазин.
2. Склад.
3. Почтовая служба, включая службу доставки.
4. Почтовое отделение.
5. Управление персоналом в компании (отдел кадров).
6. Управление компанией (заводом).
7. Цент междугородних (международных) переговоров.
8. Аэропорт.
9. Железнодорожный вокзал.
10. Сортировочная станция.
11. Автовокзал.
12. Автотранспортные услуги.
13. Факультет вуза.
14. Школа.
15. Спортивный клуб (организация и управление).
16. Библиотека.
17. Банк.
Требования к выполнению задания:
1. Диаграммы должны быть созданы с помощью одного из редакторов диаграмм,
например, Visio.
2. Все диаграммы должны быть нарисованы в соответствии с их нотациями.
3. Диаграмма SADT/IDEF0 должна содержать не менее двух блоков с уровнем декомпозиции три и не менее двух блоков с уровнем декомпозиции два. Все дуги
входа, выхода, управления, механизмов должны быть подписаны.
40
Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики»
Программа дисциплины Моделирование процессов и систем
для направления 080500.62 Бизнес-информатика подготовки бакалавра
4. Диаграмма DFD должна содержать не менее 8 процессов, 3 источников данных и
3 внешних сущностей.
5. Диаграмма ERD должна содержать не менее 6 сущностей. Следует указывать
кратности всех связей.
6. Диаграмма вариантов использования UML должна содержать не менее
3-4 актеров и 4-5 прецедентов.
7. Диаграмма классов UML должна содержать не менее 5-6 классов. Диаграмма
должна содержать отношения разных типов: наследования, ассоциации, композиции. Все поля, методы, типы должны быть указаны в соответствии со стандартом
UML 2.0.
8. Диаграмма последовательности UML должна содержать минимум два взаимодействующих объекта, а также различные виды запросов: синхронные, асинхронные,
условные и др.
Максимальное количество баллов, которые студент может получить за выполнение задания равно десяти. Вид диаграммы и её вес в определении оценки за выполнение контрольной работы приведены в таблице:
Вид диаграммы
Вес
Диаграмма SADT/IDEF0
Диаграмма DFD
Диаграмма ERD
Диаграмма вариантов использования UML
Диаграмма классов UML
Диаграмма последовательности UML
3
2
1
1
1
2
Критерии оценки выполнения задания представлены в следующей таблице:
Характеристика решения
Оценка
Диаграмма изображена в соответствии с нотацией, в работе
может присутствовать 1-2 небольших недочётов.
Диаграмма изображена в соответствии с нотацией, но в работе
имеется существенный недочёт / 3-5 небольших недочётов.
Диаграмма не соответствует заданной нотации / в диаграмме
отсутствуют необходимые уровни декомпозиции.
8-10
41
5-7
менее 5
Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики»
Программа дисциплины Моделирование процессов и систем
для направления 080500.62 Бизнес-информатика подготовки бакалавра
Приложение 3.
Домашнее задание по дисциплине «Моделирование процессов и систем»
(2 год изучения, третий курс)
Тема: Разработка предметно-ориентированного языка с использованием DSMплатформы.
Задание выполняется в группе (не более трех студентов) или индивидуально. Каждый
студент отчитывается по каждому пункту задания индивидуально. Предметную область для
выполнения домашнего задания студент выбирает самостоятельно (по согласованию с преподавателем).
Студентам необходимо разработать визуальный предметно-ориентированный язык
моделирования с использованием одной из DSM-платформ: MetaEdit+, MS DSL Tools,
Eclipse GMF.
При выполнении задания требуется:
6. Выполнить этап концептуального анализа исследуемой предметной области, выделить основные понятия и связи между ними.
7. Разработать DSL, содержащий 10-15 взаимосвязанных конструкций предметной
области.
8. Описать с помощью выбранной DSM-платформы разработанный предметноориентированный язык: описать абстрактный и конкретный синтаксис языка,
определить инструментарий, используемый для отображения конструкций создаваемого DSL, построить шаблоны для генерации кода визуального редактора.
9. Используя созданный DSL, описать одну-две модели предметной области.
10. Подготовить отчёт по выполненному заданию, в который необходимо включить:
 Подробное обоснование выбора конструкций языка и связей между ними.
Необходимо нарисовать метамодель спроектированного DSL, например, в
среде Visio, перечислить конструкции, спроектированного DSL, их атрибуты,
связи между конструкциями. Какие из конструкций (объектов) являются абстрактными, какие – конкретными. Подробно и четко обосновать то, почему
были выбраны именно эти объекты и типы связей (агрегация, наследование,
ассоциация). Не следует в качестве языка выбирать одну из известных на сегодняшний день нотаций, поскольку они ориентированы в большой степени
на унификацию и не оперируют терминами предметной области. Однако
можно выбрать некоторое подмножество нескольких языков и «ориентировать» их на предметную область.
 Описание процесса разработки метамодели. Следует пошагово наглядно (со
скриншотами) описать процесс создания DSL с помощью одной из известных
студентам DSM-платформ.
 Описание процесса разработки модели предметной области. Необходимо
пошагово наглядно (со скриншотами) описать процесс создания минимум одной модели.
Предусмотрена процедура защиты для выполненного задания, в ходе которой необходимо объяснить и обосновать представленное решение.
Максимальное количество баллов, которые студент может получить за выполнение
задания равно тридцати.
42
Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики»
Программа дисциплины Моделирование процессов и систем
для направления 080500.62 Бизнес-информатика подготовки бакалавра
Распределение баллов за выполнение работы представлено в следующей таблице:
Требование к заданию
Предметно-ориентированный язык спроектирован с учётом особенностей предметной области. Построенная метамодель достаточно полно описывает предметную область и все её особенности.
Концептуальная модель предметной области описана с помощью инструментария DSM-платформы без внесения изменений в её логику.
В работе присутствует подробное и чёткое обоснование выбора конструкций
DSL и связей между ними.
Отчёт содержит пошаговое наглядное описание процесса создания DSL.
Отчёт содержит пошаговое наглядное описание процесса создания моделей.
В ходе защиты домашнего задания студент демонстрирует знание профессиональной терминологии и теоретического материала дисциплины.
Оформление отчёта и программного проекта удовлетворяет требованиям,
предъявляемым к оформлению студенческих работ НИУ ВШЭ.
Итого:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
Максимальное
количество
баллов
6
3
6
3
5
3
4
30
Предлагаемые предметные области для выполнения домашнего задания
по дисциплине «Моделирование процессов и систем» (2 год):
Разработка языка описания приложений для мобильных устройств.
Разработка языка описания приложений для системы «Умный дом».
Разработка языка описания моделей имитационного моделирования.
Разработка языка описания моделей бизнес-процессов (язык на Ваш выбор).
Разработка языка описания моделей для каких-либо цифровых устройств (электронные часы, игровые приставки).
Разработка языка описания шаблонов документов.
Разработка языка описания информационной поддержки автомобильных систем.
Разработка языка описания производственной деятельности.
Разработка языка описания учебной деятельности.
Разработка языка описания Интернет-приложений.
Разработка языка описания административных регламентов государственных и муниципальных услуг (по отраслям).
43
Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики»
Программа дисциплины Моделирование процессов и систем
для направления 080500.62 Бизнес-информатика подготовки бакалавра
Приложение 4.
Вопросы для оценки качества освоения дисциплины
Вопросы к зачёту (промежуточному контролю (1 год изучения):
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19.
20.
21.
22.
23.
24.
25.
26.
27.
28.
29.
30.
31.
32.
33.
34.
35.
36.
37.
38.
39.
40.
41.
42.
43.
44.
45.
Объект
Система
Принцип эмерджентности
Среда
Вход/выход
Черный ящик
Компонент
Элемент
Подсистема
Надсистема
Состав системы
Структура системы
Существенные/несущественные компоненты и связи
Классификация
Класс
Основание классификации
Порядок научного исследования
Системный подход
Гомеостаз
Эквифинальность
Синергизм
Принцип двойственности
Композиция
Декомпозиция
Классификация систем по происхождению
Целеполагание в искусственных и естественных системах
Функции системы
Системный оператор
Геносистема
Топосистема
Онтогенез
Филогенез
Идеальная система
Классификация систем по интенсивности обмена
Понятие энтропии
Энтропия в замкнутых системах
Системы гомогенные/гетерогенные
Классификация систем по динамичности
Классификация систем по предсказуемости
Лапласианский детерминизм
Классификация систем по параметрам
Классификация систем по способу управления
Виды прямой связи.
Обратная связь
Виды обратной связи
44
Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики»
Программа дисциплины Моделирование процессов и систем
для направления 080500.62 Бизнес-информатика подготовки бакалавра
46.
47.
48.
49.
50.
51.
52.
53.
54.
55.
56.
57.
58.
59.
60.
61.
62.
63.
64.
65.
Механизм выработки управляющих воздействий.
Метауправление.
Информация как степень разнообразия системы.
Принцип необходимого разнообразия.
Классификация систем по степени сложности
Сложные системы (как противопоставление большим)
Большие системы (как противопоставление сложным)
Дерево целей.
Закон повышения идеальности
Закон полноты частей системы
Закон сквозного прохода энергии
Закон S-образного развития
Закон неравномерности развития частей системы
Закон согласования-рассогласования
Закон вытеснения человека из ТС
Закон свертывания-развертывания ТС
Закон повышения динамичности
Закон повышения управляемости
Закон перехода на микроуровень и преимущественного использования полей
Закон перехода в надсистему.
Вопросы к экзамену (итоговому контролю (2 год обучения)):
1. Понятие информационной системы (ИС). Жизненный цикл информационных систем, этапы жизненного цикла, модели жизненного цикла.
2. Понятие модели, многоуровневые модели ИС и понятие метамодели.
3. Модели и языки моделирования.
4. Технологии разработки информационных систем, основанные на использовании
моделей.
5. Понятие и основные положения MDA.
6. Цикл разработки ИС с использованием MDA.
7. Платформенно-независимые и платформенно-зависимые модели, понятие трансформации и требования к трансформациям.
8. Понятие онтологии.
9. Спектр онтологий и их использование при разработке ИС.
10. Определение онтологии Томаса Грубера; содержание онтологии: классы, отношения, функции, аксиомы, экземпляры.
11. Классификация онтологий по цели создания и содержанию.
12. Языки описания онтологий (OWL, RDF, KIF, CycL и др.): основные возможности, элементы языка, примеры. Инструментальные средства описания онтологий:
Protégé, DOE, OntoEdit, OilEd, WebOnto.
13. Понятие паттерна проектирования, элементы паттернов проектирования.
14. Назначение паттернов. Классификация паттернов.
15. Использования паттернов проектирования при разработке ИС.
16. Структурный подход к моделированию процессов и систем. Базовые принципы
структурного подхода к моделированию, его преимущества и недостатки.
17. Основные типы используемых диаграмм: IDEF0 (SADT), ERD, DFD, краткая характеристика, примеры.
18. Объектно-ориентированных подход к моделированию процессов и систем.
45
Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики»
Программа дисциплины Моделирование процессов и систем
для направления 080500.62 Бизнес-информатика подготовки бакалавра
19. Диаграмм UML: диаграммы классов, диаграммы вариантов использования, диаграммы взаимодействия, краткая характеристика, преимущества, недостатки,
примеры.
20. Понятие предметно-ориентированных языков (DSL), их классификация, примеры.
21. Преимущества и недостатки предметно-ориентированного моделирования. Использование DSL при разработке ИС.
22. Подходы к разработке DSL. Понятие DSM-платформы (языкового инструментария). Требования к инструментальным средствам разработки DSL. Архитектура
DSM-платформ.
23. Инструментальное средство MetaEdit+: основные возможности, преимущества,
недостатки. Алгоритм описания DSL и моделей предметной области с помощью
MetaEdit+.
24. Технология Eclipse Graphical Modeling Framework: основные возможности, преимущества, недостатки. Алгоритм описания DSL и моделей предметной области
с помощью Eclipse Graphical Modeling Framework.
25. Языковой инструментарий MS DSL Tools: основные возможности, преимущества, недостатки. Алгоритм описания DSL и моделей предметной области с помощью MS DSL Tools.
26. Технология Meta Programming System: основные возможности, преимущества,
недостатки. Алгоритм описания DSL и модели предметной области с помощью
Meta Programming System.
27. Научно-исследовательские проекты Real-IT, UFO-toolkit: краткая характеристика,
области применения.
28. Сравнение различных инструментальных средств разработки предметноориентированных языков моделирования: MetaEdit+, Microsoft Tools for Domainspecific Modeling, Eclipse Graphical Modeling Framework, Meta Programming
System.
29. Понятие абстрактного и конкретного синтаксиса. Понятие графовой грамматики.
30. Различные формализмы представления графовых грамматик (классические графы, орграфы, мультиграфы, псевдографы, метаграфы, hi-графы, гиперграфы и
др.) и их применение в программировании и моделировании. Примеры.
31. Мультимоделирование при разработке ИС. Проблема преобразования моделей из
одной нотации в другую. Понятие трансформации, классификация.
32. Подходы к трансформации моделей: язык трансформации ATL; подходы, основанные на трансформации графовых грамматик GReAT, Attributed Graph
Grammar, VIATRA; подход к трансформации на основе обучающей выборки
примеров MTBE.
33. Понятие бизнес-процесса (БП). ERP-системы. Моделирование БП. Диаграммы
потоков данных (DFD) и потоков работ (WFD). Семейство стандартов IDEF. Диаграммы активности языка UML. Нотация eEPC. Стандарт BPMN. Примеры.
34. Анализ процессов и систем с использованием моделей: понятие сети Петри,
формальное определение сети Петри.
35. Классификация сетей Петри и их назначение.
36. Свойства сетей Петри и анализ процессов.
37. Дерево достижимости: понятие и алгоритм построения.
38. Матричное представление сетей Петри и анализ на основе матричных уравнений.
39. Понятие метода имитационного моделирования.
40. Подходы к разработке имитационных моделей и классификация систем имитационного моделирования.
46