2012-13 БИ 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 «____»
201__г
Зав. кафедрой О.Л. Викентьева _______________________
Утверждена Учебно-методическим Советом НИУ ВШЭ – Пермь «____»
201__г.
Председатель Г.Е. Володина ________________________
Пермь, 2013
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 от № 15).
 Образовательной программой для направления подготовки 080500.62 Бизнесинформатика, реализуемой в НИУ ВШЭ – Пермь.
 Рабочим учебным планом по направлению подготовки 080500.62 Бизнесинформатика, утвержденным в 2012 г.
2. Цели освоения дисциплины
Цели освоения дисциплины определяются образовательным стандартом, ориентированным на получение выпускниками теоретических знаний и практических навыков, компетенций
в области анализа и моделирования процессов и систем, позволяющих выпускнику успешно
работать в сфере проектирования архитектуры предприятия, стратегического планирования
развития, организации процессов жизненного цикла информационных систем (ИС) и информационно-коммуникационных технологий (ИКТ) управления предприятием, аналитической поддержки процессов принятия решений при управлении предприятием. Выпускник должен обладать универсальными и предметно-специализированными компетенциями, способствующими
его социальной мобильности и устойчивости на рынке труда.
В области обучения 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;
 приобретение студентами навыков практического применения средств моделирования
ИС.
Полученные знания, умения и навыки должны
 на втором курсе обеспечить подготовку выпускника освоению специальных методов
и средств аналитической работы, связанной с проектированием, стратегическим пла2
Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики»
Программа дисциплины «Моделирование процессов и систем»
для направления 080500.62 Бизнес-информатика подготовки бакалавра
нированием, управлением предприятием, аналитической поддержке процессов принятия решений;
 на третьем курсе обеспечить базовую подготовку студентов в процессе формирования
устойчивых знаний и практических навыков моделирования ИС на всех этапах организации процессов жизненного цикла ИС с использованием современных методов и
инструментальных средств.
В области воспитания личности целью ВПО по направлению подготовки 080500.62
«Бизнес-информатика» является 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.
По дисциплине предусмотрено чтение лекций. Изучение теоретического материала поддерживается практическими занятиями. Часть вопросов, хорошо обеспеченных литературой и
не представляющих сложности для изучения ввиду того, что их содержание основано на теоретическом материале и практическом опыте, полученном при изучении других дисциплин, вынесена на самостоятельное изучение.
Навыки работы закрепляются при выполнении курсовых работ, а также при прохождении
производственной практики. Полученные знания, умения и навыки используются при выполнении выпускных квалификационных работ.
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.
3
Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики»
Программа дисциплины «Моделирование процессов и систем»
для направления 080500.62 Бизнес-информатика подготовки бакалавра
 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 предметно-ориентированного 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;
 разработки предметно-ориентированных языков моделирования с использованием
языковых инструментариев MetaEdit+, DSL Tools и др.
В результате освоения дисциплины студент осваивает следующие компетенции:
Компетенция
Способность логически верно, аргументировано и ясно строить
устную и письменную
речь
Код по
Дескрипторы – основные признаки освоения
стандарту
(показатели достижения результата)
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
4
Формы и методы
обучения,
способствующие
формированию и
развитию
компетенции
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
Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики»
Программа дисциплины «Моделирование процессов и систем»
для направления 080500.62 Бизнес-информатика подготовки бакалавра
Компетенция
Код по
Дескрипторы – основные признаки освоения
стандарту
(показатели достижения результата)
Способность к письменной и устной коммуникации на государственном языке
ИК-1
Показывает умение грамотно сформулировать текст доклада и/или выступления
Готовность работать с
информацией из различных источников /
Владение основными
методами, способами
и средствами получения, хранения, переработки информации /
Владение навыками
работы с компьютером
как средством управления информацией,
способность работать
с информацией в глобальных компьютерных сетях
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
Проводить обследование деятельности и
ИТ-инфраструктуры
предприятий
ПК-8
Подготовлен к анализу и моделированию
бизнес-процессов с использованием различных методологических подходов (структурно-функционального и объектноориентированного) и инструментальных
средств моделирования
Использовать соответствующий математический аппарат и инструментальные средства для обработки,
анализа и систематизации информации по
теме исследования
ПК-22
Формы и методы
обучения,
способствующие
формированию и
развитию
компетенции
Подготовка презентации и докладов
по итогам самостоятельной работы.
Выступление с докладами.
Выступление на
семинарах (практических занятиях)
Самостоятельное
изучение отдельных тем при подготовке к контрольным мероприятиям,
выполнение домашних заданий,
требующее самостоятельно находить информацию.
Подготовка рефератов с использоваДемонстрирует умение оценивать и отбирать нием источников в
наиболее важную информацию, максималь- Интернет
но полезную для решения поставленных задач при выполнении домашних заданий, при
подготовке к контрольным мероприятиям
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
Дескрипторы – основные признаки освоения
стандарту
(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 базовой части цикла профессиональных 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 успешного освоения учебной дисциплины, студенты должны владеть следующими
компетенциями, которые закрепляются и углубляются при изучении дисциплины:
Компетенция
Код по
Дескрипторы – основные признаки освоения
стандарту
(показатели достижения результата)
Владение культурой
мышления, способность к обобщению,
анализу, восприятию
информации, постановке цели и выбору
путей её достижения
ОНК-3
Способность к саморазвитию, повышению
своей квалификации и
мастерства
СЛК-4
Даёт чёткие определения основных понятий,
видит их связь.
Демонстрирует способность к обобщению
при исследовании процессов и систем и построении их моделей
Чётко формулирует задачи моделирования
процессов и систем, анализирует требования
и условия и обоснованно выбирает методы
решения, уверенно интерпретирует результаты
Демонстрирует способность самостоятельно
определять формирующиеся дефициты знаний, умений и навыков в ходе обучения
Показывает умение сформулировать проблемы, связанные с недостатком знаний и
навыков, и выбрать подходы к их решению
Способность к организованному подходу к
освоению и приобретению новых навыков
и компетенций
СЛК -7 Демонстрирует способность применять полученные знания для решения новых задач в
различных областях
Владеет навыками самостоятельного поиска,
изучения и выбора методов и средств решения поставленных задач
Подготовлен к самостоятельному изучению
теоретического материала, новых технологий, инструментальных программных
средств
7
Формы и методы
обучения,
способствующие
формированию и
развитию
компетенции
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
Самостоятельное
изучение отдельных тем.
Подготовка докладов по заданным
темам курса.
Выполнение индивидуальных заданий (с получением
консультаций преподавателя)
Выполнение заданий с постепенным
наращиванием требований к сложности, используемым
методам и средствам решения.
Самостоятельное
изучение инструментальных
средств (редакторов
онтологий, языковых инструментариев, систем имитационного моделирования) с использованием методических указаний, пособий по
дисциплине и документации по используемым программным средствам
Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики»
Программа дисциплины «Моделирование процессов и систем»
для направления 080500.62 Бизнес-информатика подготовки бакалавра
Компетенция
Код по
Дескрипторы – основные признаки освоения
стандарту
(показатели достижения результата)
Владеет одним из иностранных языков на
уровне не ниже разговорного
ИК-2
Готовность работать с
информацией из различных источников /
Владение основными
методами, способами
и средствами получения, хранения, переработки информации / Владение навыками работы с компьютером как средством
управления информацией, способность работать с информацией
в глобальных компьютерных сетях
ИК-4
ИК-5
ИК-6
Способность использовать нормативные правовые
документы в своей
деятельности
ИК-7
Формы и методы
обучения,
способствующие
формированию и
развитию
компетенции
Демонстрирует умение самостоятельно работать со справочной информацией, руководствами, написанными на английском
языке
Изучение инструментальных
средств моделирования с использованием источников
на английском языке при выполнении
заданий.
Владеет знаниями, достаточными для само- Поиск и изучение
стоятельного изучения и понимания инфор- научной литератумации, полученной из источников на анры по теме работы
глийском языке
на иностранном
языке, подготовка
реферата и презентации
Показывает навыки владения средствами
Поиск информации
поиска информации в Internet.
по темам рефераУмеет готовить данные для размещения в
тов, домашних заИнтернет.
даний.
Демонстрирует знание методов решения ал- Использование пагебраических уравнений, численных метокетов для анализа
дов, статистических методов, методов анали- моделей процессов
за функций.
и систем с испольВладеет навыками использования алгоритзованием методов
мов на графах.
алгебры, статистиДемонстрирует навыки работы с пакетами,
ки, теории графов
предназначенными для анализа данных, решения систем уравнений и пр.
Демонстрирует умение находить и самостоятельно анализировать нормативные, распорядительные документы, нормативносправочную информацию (общероссийские
и международные классификаторы и пр.) с
использованием источников в Интернет,
правовых систем
Демонстрирует умение оформлять документацию в соответствии с ГОСТ
Демонстрирует умение оформлять библиографические списки в соответствии с ГОСТ
8
Оформление отчётов, программной
документации с
использованием
стандартов
Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики»
Программа дисциплины «Моделирование процессов и систем»
для направления 080500.62 Бизнес-информатика подготовки бакалавра
Для успешного освоения учебной дисциплины, студенты должны:
 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.
9
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
Вычислительные системы, сети, телекоммуникации.
Имитационное моделирование.
Информационные процессы, системы и сети.
Командный проект по корпоративным информационным системам.
Математическое моделирование.
Менеджмент.
Методы оптимизации.
Методы разработки и анализа алгоритмов.
Оптимизация и математические методы принятия решений.
Распределённые информационные системы.
Системы управления документами.
Современные ERP-системы.
Социология.
Теория игр и исследование операций.
Теория организации.
Теория полезности и принятия решений.
Теория случайных процессов.
Теория управления.
Управление данными.
Управление проектами.
Философия.
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.
10
Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики»
Программа дисциплины «Моделирование процессов и систем»
для направления 080500.62 Бизнес-информатика подготовки бакалавра
5. Тематический план учебной дисциплины
Самостоятельная
работа
16
6
8
0
0
0
16
6
8
40
14
30
144
30
0
30
84
86
20
0
20
66
58
8
0
10
20
Итого (третий курс):
144
28
0
30
86
ИТОГО:
288
58
0
60
170
Семинары
72
26
46
Всего
часов
Название раздела
Лекции
№
Практические
занятия
Аудиторные часы
1 год (второй курс)
1
2
3
Основные понятия системного анализа
Управление в системах
Моделирование систем
Итого (второй курс):
2 год (третий курс)
4
5
Моделирование и технологии создания и управления жизненным циклом информационных систем,
основанные на использовании моделей
Моделирование и анализ процессов и систем с использованием моделей
6. 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
*
*
11
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.)
Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики»
Программа дисциплины «Моделирование процессов и систем»
для направления 080500.62 Бизнес-информатика подготовки бакалавра
Критерии оценки знаний, навыков
Оценки по всем формам текущего, промежуточного и итогового контроля выставляются
по 10-ти балльной шкале.
6.1
Формы контроля:
 Текущий контроль (1 год):
‒ 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.
 Промежуточный контроль (1 год): изучение дисциплины на втором курсе завершается сдачей зачета.
 Текущий контроль (2 год):
‒ 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.
 Итоговый контроль (2 год): изучение дисциплины завершается сдачей экзамена.
 Итоговая оценка: складывается в соответствии с «Положением о рейтинге», принятом в НИУ ВШЭ – Пермь.
Сроки проведения контрольных мероприятий определяются учебным планом и графиком учебного процесса.
В рамках текущего контроля на втором курсе (1 год изучения дисциплины) 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;
 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;
12
Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики»
Программа дисциплины «Моделирование процессов и систем»
для направления 080500.62 Бизнес-информатика подготовки бакалавра




 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.
Формы и сроки проведения контрольных мероприятий определяются учебным планом и
графиком учебного процесса.
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.
В рамках текущего контроля на втором курсе (2 год изучения дисциплины) 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;
13
Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики»
Программа дисциплины «Моделирование процессов и систем»
для направления 080500.62 Бизнес-информатика подготовки бакалавра








 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 предметно-ориентированного 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.
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.
14
Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики»
Программа дисциплины «Моделирование процессов и систем»
для направления 080500.62 Бизнес-информатика подготовки бакалавра
 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).
Формы и сроки проведения контрольных мероприятий определяются учебным планом и
графиком учебного процесса.
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.
 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.
15
Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики»
Программа дисциплины «Моделирование процессов и систем»
для направления 080500.62 Бизнес-информатика подготовки бакалавра
 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).
Порядок формирования оценок по дисциплине
Преподаватель оценивает текущую работу студентов на семинарских и практических
занятиях, при выполнении текущих заданий.
При определении оценки за текущую работу учитываются:
‒ Посещаемость занятий (за каждый пропуск без уважительной причины снимается
балл из итоговой оценки).
‒ Участие в работе на практических занятиях и лекциях: активность в обсуждении,
анализе решений, правильность ответов, обоснованность и эффективность предлагаемых решений (каждое выступление с правильным ответом, обоснованным решением поощряется баллом к оценке).
‒ Выполнение с помощью LMS текущих проектов, заданий по темам текущих занятий, сроки, полнота и эффективность решений (вес каждого задания определяется в
его описании при размещении в LMS).
‒ Качество подготовки выступлений по выбранным темам (количество и объём использованных источников, полнота их изучения и представления, качество оформления отчёта и презентации).
Оценки за работу на семинарских и практических занятиях преподаватель выставляет в
рабочую ведомость. Оценка по 10-ти балльной шкале за работу на семинарских и практических
занятиях (Оаудиторная) определяется перед промежуточным и итоговым контролем.
6.2
Накопленная оценка за текущий контроль Онакопленная на втором курсе (1 год изучения
дисциплины) учитывает результаты студента по текущему контролю следующим образом:
Онакопленная = 2/3 × Отекущий + 1/3 × Оаудиторная
где О текущий рассчитывается как взвешенная сумма всех форм текущего контроля, предусмотренных в РУП:
Отекущий = n1·Ок/р + n2· Одз ,
при этом n1 = 0.5, n2 = 0.5.
Способ округления накопленной оценки текущего контроля: арифметический.
Оценка за промежуточный контроль по дисциплине рассчитывается по формуле
Орезультирующая = 0,6 × Онакопленная + 0,4 × Озач
Способ округления оценки промежуточного контроля в форме зачета: арифметический.
На пересдаче студенту не предоставляется возможность получить дополнительный балл
для компенсации оценки за текущий контроль.
16
Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики»
Программа дисциплины «Моделирование процессов и систем»
для направления 080500.62 Бизнес-информатика подготовки бакалавра
Накопленная оценка за текущий контроль Онакопленная на третьем курсе (2 год изучения
дисциплины) учитывает результаты студента по текущему контролю следующим образом:
Онакопленная = 2/3 × Отекущий + 1/3 × Оаудиторная
где О текущий рассчитывается как взвешенная сумма всех форм текущего контроля, предусмотренных в РУП:
Отекущий = n1·Ок/р + n2· Одз ,
при этом n1 = 0.5, n2 = 0.5.
Способ округления накопленной оценки текущего контроля: арифметический.
Оценка за итоговый контроль по дисциплине в форме экзамена рассчитывается следующим образом:
Орезультирующая = 0,6 × Онакопленная + 0,4 × Оэкз
Способ округления оценки итогового контроля в форме экзамена: арифметический.
На экзамене студент может получить дополнительный вопрос (дополнительную практическую задачу, решить к пересдаче домашнее задание), ответ на который оценивается в 1 балл.
На пересдаче студенту не предоставляется возможность получить дополнительный балл
для компенсации оценки за текущий контроль.
В диплом выставляет результирующая оценка итогового контроля по учебной дисциплине.
7. Содержание дисциплины
1 год (2 курс)
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.
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.
17
Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики»
Программа дисциплины «Моделирование процессов и систем»
для направления 080500.62 Бизнес-информатика подготовки бакалавра
SMART. «Нецели».
Дерево целей.
Дерево противоречий.
Тема 3. Системность как всеобще свойство мира. Системный анализ как метод
исследования систем
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.).
Тема 4. Систематизация
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, структурированием и классификацией.
Тема 5. 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.
Тема 6. Функции системы. Идеальность системы.
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.
Тема 7. Развитие системы во времени
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.
18
Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики»
Программа дисциплины «Моделирование процессов и систем»
для направления 080500.62 Бизнес-информатика подготовки бакалавра
Закон неравномерного развития.
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.
Тема 8. Классификация систем по интенсивности обмена
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.
Тема 9. Классификация систем по параметрам
Параметры количественные и качественные. Количественные: дискретные и непрерывные. Качественные: на естественном языке, на формальном языке.
Тема 10. Классификация систем по степени сложности. Системы большие и сложные
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.
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.
19
Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики»
Программа дисциплины «Моделирование процессов и систем»
для направления 080500.62 Бизнес-информатика подготовки бакалавра
 Групповая работа над заданиями по указанию преподавателя. Представление и обсуждение результатов.
 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 11. 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.
Тема 12. 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.
Тема 13. Метауправление
Понятие метауправления. Его функции.
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.
20
Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики»
Программа дисциплины «Моделирование процессов и систем»
для направления 080500.62 Бизнес-информатика подготовки бакалавра




Оперативные опросы по материалам лекций и практических занятий.
Выполнение индивидуальных заданий с обсуждением и анализом результатов.
Групповая работа над заданиями. Представление и обсуждение результатов.
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 14. Основные понятия моделирования
Понятие модели. Понятие моделирования. Адекватность и когерентность модели. Процесс исследования с помощью моделей.
Тема 15. 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.
Тема 16. Математическое моделирование
Математическое моделирование. Формализация. Аналитические модели. Алгоритмические модели. Имитационные модели.
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.
21
Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики»
Программа дисциплины «Моделирование процессов и систем»
для направления 080500.62 Бизнес-информатика подготовки бакалавра
 Выполнение индивидуальных заданий с обсуждением и анализом результатов.
 Групповая работа над заданиями. Представление и обсуждение результатов.
 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).
План практических занятий приведён в Приложении 1.
Тематический расчёт часов
2
2
4
2
8
4
12
2
2
4
16
20
2
4
4
6
6
6
6
6
12
10
10
Всего аудиторных
2
2
Семинарские или
практические
занятия
Всего
часов
Лекции
Наименование разделов и тем
Самостоятельная
работа
Аудиторные часы
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
Тема 4. Систематизация.
Тема 5. Свойства и принципы исследования систем
Тема 6. Функции системы. Идеальность системы
Тема 7. Развитие системы во времени
Тема 8. Классификация систем по интенсивности обмена
Тема 9. Классификация систем по параметрам
Тема 10. Классификация систем по степени сложности.
Системы большие и сложные
2
2
2
2
4
2
2
2
2
6
4
4
2
2
2
2
4
4
2
2
6
6
2
2
2
2
2
2
4
4
4
4
4
2
8
8
6
2
2
2
2
2
2
4
4
4
6
6
6
10
10
10
30
30
60
84
144
Раздел 2 Управление в системах
Тема 11. Классификация систем по способу управления
Тема 12. Механизм выработки управляющих воздействий
Тема 13. Метауправление
Раздел 3. Моделирование систем
Тема 14. Основные понятия моделирования
Тема 15. Классификация моделей
Тема 16. Математическое моделирование
Всего:
22
Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики»
Программа дисциплины «Моделирование процессов и систем»
для направления 080500.62 Бизнес-информатика подготовки бакалавра
2 год (третий курс)
Раздел 4. Моделирование и технологии создания и управления жизненным
циклом информационных систем, основанные
на использовании моделей
Тема 17. Понятие модели и моделирования, классификация моделей ИС
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.
Тема 18. Структурный подход к моделированию ИС
Сущность структурного подхода. Базовые принципы структурного подхода: а) «разделяй
и властвуй», б) принцип иерархического упорядочения, в) абстрагирования, г) принцип н епротиворечивости, 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.
Тема 19. 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 (UseCaseдиаграммы). 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.
Тема 20. Иерархия моделей, понятие метамоделирования
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.
Тема 21. 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, DSMплатформы. Общая характеристика. Структура DSM-платформы. Примеры: MS DSL Tools,
MetaEdit+, Eclipse GMF и др. Сравнение возможностей. Принципы разработки 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.
23
Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики»
Программа дисциплины «Моделирование процессов и систем»
для направления 080500.62 Бизнес-информатика подготовки бакалавра
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.
Тема 22. Понятие жизненного цикла ИС и модели жизненного цикла
Понятие жизненного цикла ИС. Этапы жизненного цикла, модели жизненного цикла. Процессы жизненного цикла. Модели жизненного цикла ИС, сравнение. Роль инструментальных
средств в управлении жизненным циклом ИС.
Тема 23. Моделирование и CASE-средства
Понятие CASE-системы. Подходы к разработке ИС с использованием CASE-средств.
Понятие адаптируемой системы и использование моделей для реализации средств адаптации
ИС. Использование технологии DSM.
Тема 24. 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.
Тема 25. Паттерны проектирования
Понятие паттерна проектирования, элементы паттерна (имя, задача, решение, результат).
Назначение и преимущества использования паттернов проектирования. Классификация паттернов. Пространство паттернов проектирования. Примеры.
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).
План практических занятий приведён в Приложении 1.
24
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 26. 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.
Тема 27. 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.
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).
План практических занятий приведён в Приложении 1.
25
Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики»
Программа дисциплины «Моделирование процессов и систем»
для направления 080500.62 Бизнес-информатика подготовки бакалавра
Тематический расчёт часов
Раздел 4. Моделирование и технологии создания и
управления жизненным циклом информационных
систем, основанные на использовании моделей
Тема 17. Понятие модели и моделирования, классификация моделей ИС
Тема 18. Структурный подход к моделированию процессов и систем
Тема 19. Объектно-ориентированный подход к моделированию процессов и систем
Тема 20. Иерархия моделей, понятие метамоделирования
Тема 21. Предметно-ориентированные языки и языковые инструментарии
Тема 22. Понятие жизненного цикла ИС и модели жизненного цикла
Тема 23. Моделирование и CASE-средства
Тема 24. Понятие онтологии и использование онтологий при разработке ИС
Тема 25. Паттерны проектирования
Раздел 5. Моделирование и анализ процессов
и систем с использованием моделей
Тема 26. Сети Петри: определение и использование для
анализа процессов и систем
Тема 27. Имитационное моделирование процессов и систем
Всего:
26
Самостоятельная
работа
Всего аудиторных
Лекции
Наименование разделов и тем
Семинарские или
практические
занятия
Аудиторные часы
Всего
часов
20
20
40
46
86
2
0
2
4
6
2
4
6
6
12
4
6
10
16
26
2
0
2
4
6
2
6
8
18
26
2
0
2
2
4
2
2
0
4
2
6
2
8
4
14
2
0
2
6
8
8
10
18
20
38
4
6
10
10
20
4
4
8
10
18
28
30
58
86
144
Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики»
Программа дисциплины «Моделирование процессов и систем»
для направления 080500.62 Бизнес-информатика подготовки бакалавра
8. Образовательные технологии
На занятиях рекомендуется выполнять разбор практических задач с использованием
нормативно-справочной информации, материалов выполненных проектов в НИУ ВШЭ.
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.
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.
8.1
8.2
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
27
Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики»
Программа дисциплины «Моделирование процессов и систем»
для направления 080500.62 Бизнес-информатика подготовки бакалавра
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.
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.
28
Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики»
Программа дисциплины «Моделирование процессов и систем»
для направления 080500.62 Бизнес-информатика подготовки бакалавра
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?
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.
29
Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики»
Программа дисциплины «Моделирование процессов и систем»
для направления 080500.62 Бизнес-информатика подготовки бакалавра
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 растягивается 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 (1-4 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.
30
Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики»
Программа дисциплины «Моделирование процессов и систем»
для направления 080500.62 Бизнес-информатика подготовки бакалавра
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
Тема домашнего задания:
5-7
менее 5
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.
31
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:
9.2
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.
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
32
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
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.
56.
57.
58.
59.
60.
61.
62.
63.
64.
65.
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
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.
33
Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики»
Программа дисциплины «Моделирование процессов и систем»
для направления 080500.62 Бизнес-информатика подготовки бакалавра
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 DSMплатформ.
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.
34
Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики»
Программа дисциплины «Моделирование процессов и систем»
для направления 080500.62 Бизнес-информатика подготовки бакалавра
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.
9.3
Примеры заданий промежуточного /итогового контроля
Решение задач на зачёте/экзамене не предусмотрено.
Ответы на все вопросы должны быть проиллюстрированы примерами.
10. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины
10.1 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.
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).
10.2 Основная литература
1 год:
1. Винер Н. Кибернетика или управление и связь в животном и машине. М.: Советское
радио, 1968.
2. Винер Н. Кибернетика и общество. М.: Наука, 1961.
3. Бир С. Кибернетика и управление производством. М.: Физматгиз, 1963.
4. Бир С. Мозг фирмы. М.: Радио и связь, 1993.
5. 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.
6. Анфнлатов В.С. Емельянов А.А., Кукушкин А.А Системный анализ в управлении. Уч.
пособие. М.: Финансы и статистика. 2002.
7. Спицнадель В.Н. Основы системною анализа. Уч. пособие. СПб.: «Изд. дом «Бизнеспресса». 2000.
35
Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики»
Программа дисциплины «Моделирование процессов и систем»
для направления 080500.62 Бизнес-информатика подготовки бакалавра
8. 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.
9. Казиов В.М. Введение в анализ, синтез и моделирование систем: учеб. пособие. - М.
Интернет-Универеситет Информационных технологий: БИНОМ Лаборатория знаний,
2007.
10. Разумов О.С Благодатских В.А Системные знания: концепция, методология, практика.
- М.: Финансы и статистика. 2006.
11. Основы системного анализа. Методическое пособие. Вып. 1-4. Пермь: Изд-во ПГУ.
1998-2000.
12. Перегудов Ф.И. Тарасенко Ф.П. Введение в системный анализ. М Высшая школа.
1989.
13. Хомяков Д.М.. Хомяков П.М. Основы системною анализа. М.: Изд-во МГУ. 1996.
14. Лопатников Л.И. Популярный экономико-математический словарь. М.: Наука, 1990,
1987.
15. Коротков Э.М. Исследование систем управления. М. ДеКа. 2000.
16. Мороз А.И. Курс теории систем. М. Высшая школа. 1987.
17. Уемов Л.И. Системный подход и общая теория систем М.; Мысль. 1978.
18. Кобринскнй Н.Е., Смирнов А.Д. Экономическая кибернетика. М.. Экономика. 1982.
19. Рождение изобретения (стратегия и тактика решения изобретательских задач).
'А.И.Гасанов, Б.М.Гохмаи. А.П.Ефимочкин и др. М.: Интсрпакс. 1995.
20. Альтшуллер Г.С. и др. Поиск новых идей От озарения к технологии – Кишинев: Каргя
Молдовеняско. 1989.
21. Альтшуллер Г.С. Творчество как точная наука. М. Радио и связь. 1979.
22. Альгшуллер Г.С. Найти идею. Введение в теорию решения изобретательских задач
Новосибирск: "Наука". Сиб. отд-нне. 1986.
23. Рубин М.С Основы ТРИЗ. Применение ТРИЗ в программных и информационных системах. Учеб. пособие. – СПб: СПбГУ. Мат-мех факультет. 2011.
24. Репейков Л.13.. Резникове Г.В. Теория и практика решения технических чадам учеб.
пособие Л.В. Ревенков. К.В. Резникова. М.: ФОРУМ, 2009.
25. Шпаковский II.Л. 1 РИЗ Анализ технической информации и генерация новых идей:
учеб. пособие М.: ФОРУМ, 2010.
26. Шпаковский И.А. Новицкая Г'-О. ТРИЗ. Практика изобретательства: учеб. пособие.
М.: ФОРУМ 2011.
2 год:
27. 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.
28. Лядова Л.Н., Мызникова Б.И., Фролова Н.В. Основы информатики и информационных
технологий: Учебное пособие. Пермь: Пермский университет, 2006.
29. Марка Д., МакГоуэн К. Методология структурного анализа и проектирования SADT:
[Электронный документ] (http://www.interface.ru/case/sadt0.htm). Проверено 21.12.2007.
30. 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.
31. Ambler S. Introduction to Data Flow Diagram (DFD)s: [Электронный документ]
(http://www.agilemodeling.com/artifacts/dataFlowDiagram.htm). Проверено 21.12.2007.
32. Anderson C. DSL Tools: [Электронный документ]
(http://www.codeproject.com/KB/cs/DSLTools.aspx). Проверено 21.05.2008.
36
Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики»
Программа дисциплины «Моделирование процессов и систем»
для направления 080500.62 Бизнес-информатика подготовки бакалавра
10.3 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. 386395.
37
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. 514530.
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).
10.4 Справочники, словари, энциклопедии
Интерактивные справочные системы пакетов и языковых инструментариев, используемых для выполнения заданий и подготовки отчётов.
38
Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики»
Программа дисциплины «Моделирование процессов и систем»
для направления 080500.62 Бизнес-информатика подготовки бакалавра
10.5 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).
10.6 Дистанционная поддержка дисциплины
Все материалы по дисциплине размещаются в LMS.
Система используется для выполнения проектов, подготовки к контрольным работам,
выполнению домашних заданий.
11. Материально-техническое обеспечение дисциплины
Лекции и практические занятия проводятся с использованием мультимедийного оборудования для демонстрации презентаций. Практические занятия проводятся в компьютерных
классах.
39
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: 8 часов.
Тема 3. Системность как всеобще свойство мира. Системный анализ как метод исследования систем
Системный анализ как метод исследования систем.
Порядок синтеза систем.
Порядок декомпозиции при системном анализе. Системный анализ организации (компонентный, структурный, параметрический, функциональный и пр.).
Лекции: 2 час.
Практические занятия: 2 часа.
Самостоятельная работа: 16 часов.
Тема 4. Систематизация
Классификация. Основание классификации. Ошибки классификации. Дихотомия. Многоуровневая классификация. Внешняя классификация.
Родовидовые определения. Ошибки в определениях.
Классификация систем по наукам. Аристотель. Евклид. Линней. Менделеев.
Лекции: 0 час.
Практические занятия: 2 часа.
Самостоятельная работа: 4 часов.
Тема 5. Свойства и принципы исследования систем
Практические занятия не предусмотрены.
Тема 6. Функции системы. Идеальность системы
Функции системы: основная и дополнительная. Функции полезные и вредные: для человека, для среды, для самой системы.
Идеальность системы. Оценка идеальности. Техническая и эргономическая части.
40
Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики»
Программа дисциплины «Моделирование процессов и систем»
для направления 080500.62 Бизнес-информатика подготовки бакалавра
Лекции: 2 час.
Практические занятия: 4 часа.
Самостоятельная работа: 6 часов.
Тема 7. Развитие системы во времени
Закон повышения динамичности систем. Этапы эволюции технических систем.
Системный оператор.
Закон неравномерного развития.
Закон S–образного развития систем.
Лекции: 2 час.
Практические занятия: 2 часа.
Самостоятельная работа: 6 часов.
Тема 8. Классификация систем по интенсивности обмена
Информация как негэнтропия. Информация как степень разнообразия системы.
Принцип необходимого разнообразия.
Лекции: 2 час.
Практические занятия: 2 часа.
Самостоятельная работа: 6 часов.
Тема 9. Классификация систем по параметрам
Параметры количественные и качественные. Количественные: дискретные и непрерывные.
Качественные: на естественном языке, на формальном языке.
Лекции: 2 час.
Практические занятия: 2 часа.
Самостоятельная работа: 2 часов.
Тема 10. Классификация систем по степени сложности. Системы большие и сложные
Классификация систем по степени сложности.
Противопоставление систем больших и систем сложных.
Лекции: 2 час.
Практические занятия: 2 часа.
Самостоятельная работа: 2 часов.
Раздел 2 Управление в системах
Тема 11. 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: 4 часов.
41
Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики»
Программа дисциплины «Моделирование процессов и систем»
для направления 080500.62 Бизнес-информатика подготовки бакалавра
Тема 12. 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: 2 часа.
Самостоятельная работа: 4 часов.
Тема 13. Метауправление
Функции метауправления.
Лекции: 2 час.
Практические занятия: 2 часа.
Самостоятельная работа: 2 часов.
Раздел 3. Моделирование систем
Тема 14. 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 15. 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: 2 часа.
Самостоятельная работа: 6 часов.
Тема 16. Математическое моделирование
Аналитические модели. Алгоритмические модели. Имитационные модели.
Лекции: 2 час.
Практические занятия: 2 часа.
Самостоятельная работа: 6 часов.
42
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 18. 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: 6 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 19. 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: 4 часа.
Практические занятия: 6 часов.
Самостоятельная работа: 6 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 21. 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, знакомятся с подходами к трансформации моделей, получают практические навыки работы с инструментальными средствами для выполнения трансформаций.
43
Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики»
Программа дисциплины «Моделирование процессов и систем»
для направления 080500.62 Бизнес-информатика подготовки бакалавра
Отведённое на самостоятельную работу время используется для закрепления теоретического и практического материала, выполнения домашнего задания.
Лекции: 2 часа.
Практические занятия: 8 часов.
Самостоятельная работа: 8 часов.
Тема 24. 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 26. Сети Петри: определение и использование для анализа процессов и систем
Примеры разработки сетей различных классов, анализ свойств сетей.
Лекции: 4 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 27. 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.
44
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.
4. Диаграмма DFD должна содержать не менее 8 процессов, 3 источников данных и
3 внешних сущностей.
45
Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики»
Программа дисциплины «Моделирование процессов и систем»
для направления 080500.62 Бизнес-информатика подготовки бакалавра
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
46
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.
47
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).
48
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
49
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.
19. Диаграмм UML: диаграммы классов, диаграммы вариантов использования, диаграммы взаимодействия, краткая характеристика, преимущества, недостатки, примеры.
50
Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики»
Программа дисциплины «Моделирование процессов и систем»
для направления 080500.62 Бизнес-информатика подготовки бакалавра
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 DSMплатформ.
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.
51