Диссертация. Диссертация Беляшов А.Н. Факультет итс

• Название: Факультет итс
• Анкор: Диссертация
• Дата: 22.07.2020
• Размер: 1.84 Mb.
• Имя файла: Диссертация Беляшов А.Н.docx
• Тип: Диссертация; #134672
• страница: 2 из 14

ЗАДАНИЕ

на выполнение диссертации на соискание академической степени

магистра техники и технологии

по специальности 230100.68 «Информатика и вычислительная техника»

Тема: «Анализ методов и средств проектирования систем управления предприятиями»

Студенту гр. ИДМ-12-06 Беляшову Алексею Николаевичу

Выдано «___» __________ 2014 г.

Утверждена приказом по университету № ______ от «____» _________ 2014 г.

Срок сдачи студентом законченного проекта «____» _________ 2014 г.

1. 
   Исходные данные:
   

Объект исследования: группы технических и специальных процессов жизненного цикла программных средств.

1. 
   Перечень вопросов, подлежащих разработке в дипломном проекте:
   

Цель исследования: повышение эффективности процессов проектирования систем управления предприятиями

Предмет исследования: методы и средства проектирования программных средств.

Задачи исследования:

1. Анализ процессов жизненного цикла программных средств.

2. Обзор российских и международных стандартов в области инженерии программных средств.

3. Анализ методологий проектирования программных средств.

4. Анализ методов проектирования программных средств.

5. Классификация методов анализа и проектирования программных средств.

6. Анализ применимости методов проектирования для групп технических и специальных процессов жизненного цикла программных средств.

7. Обзор инструментальных CASE-средств для анализа и проектирования систем управления.

8. Разработка структуры и масштаба метрики оценки качества CASE-средств.

9. Обоснование выбора CASE-средств для анализа и проектирования систем управления предприятиями.

Провести исследование: процессов жизненного цикла программных средств; методов и средств для анализа и проектирования программных средств.

Гипотеза исследования (если есть) -

Методы исследования: системный анализ, структурные методы моделирования систем (функциональные, потоков данных, бизнес-процессов, событийные, информационные, иерархические), статические и динамические объектные методы моделирования, методы оценки качества программных средств, метод экспертных оценок.

1. 
   Составить расчетно-пояснительную записку к магистерской диссертации.
   
2. 
   Разработать графическую часть дипломного проекта в объеме 15 слайдов в формате PowerPoint, в том числе: Цель, объект, предмет и методы исследования; Задачи исследования; Процессы жизненного цикла программных средств; Методологии проектирования программных средств; Методы проектирования программных средств; Классификация методов анализа и проектирования систем управления предприятиями; Анализ применимости методов проектирования систем управления на различных этапах жизненного цикла программных средств; Инструментальные средства для анализа и проектирования систем управления; Метрика оценки качества CASE-средств; Обоснование выбора CASE-средств для анализа и проектирования систем управления предприятиями;
   

Научный руководитель	д.т.н., проф. Мышенков К.С.
	(подпись)
Задание принял к исполнению	«____»__________ 2013 г.
	(подпись)

ГРАФИК

выполнения диссертации на соискание академической степени магистра

Мероприятия	Сроки выполнения	Отметка руководителя о выполнении
1. Подбор литературы, ее изучение и обработка. Составление библиографии по основным источникам	до «1» октября 2013 г.
2. Составление плана магистерской диссертации и согласование его с руководителем	до «1» октября 2013 г.
3. Разработка и представление на проверку понятийно-категориального аппарата магистерской диссертации	до «1» декабря 2013 г.
4. Разработка и представление на проверку первой и второй глав магистерской диссертации	до «15» января 2014 г.
5. Накопление, систематизация и анализ практических (теоретических) материалов	до «1» марта 2014 г.
6. Разработка и представление на проверку третьей и четвертой глав магистерской диссертации	до «15» апреля 2014 г.
7. Переработка (доработка) магистерской диссертации в соответствии с замечаниями и представление ее на кафедру 8.Представление автореферата	до «15» мая 2014 г. до «15» мая 2014 г.
9. Разработка тезисов доклада для защиты	до «1» июня 2014 г.
10. Ознакомление с отзывом и рецензией	до «1» июня 2014 г.
11. Завершение подготовки к защите с учетом отзыва и рецензии	до «10» июня 2014 г.

График составлен «11» сентября 2014 г.

С графиком ознакомлен (а) __Беляшов А.Н.___________________

(ФИО студента, подпись)

Научный руководитель __д.т.н., проф. Мышенков К.С.__________

(ФИО, подпись)

Содержание

Введение......................................................................................................................9

Глава 1. Анализ процессов проектирования систем управления..................12

1.1. Процессы жизненного цикла программных средств..........................12

1.2. Российские и международные стандарты в области инженерии программных средств....................................................................................16

1.3. Постановка задачи исследования.........................................................30

1.4. Выводы по главе 1..................................................................................32

Глава 2. Методы анализа и проектирования систем управления.................34

2.1. Методологии анализа и проектирования систем управления...........34

2.2. Методы анализа и проектирования систем управления.....................46

2.3. Классификация методов анализа и проектирования систем управления.....................................................................................................77

2.4. Анализ применимости методов анализа и проектирования систем управления на различных этапах жизненного цикла программных средств............................................................................................................83

2.5. Выводы по главе 2..................................................................................85

Глава 3. Инструментальные средства для анализа и проектирования систем управления..................................................................................................86

3.1. Общая характеристика CASE-средств.................................................86

3.2. Классификация CASE-средств..............................................................91

3.3. Анализ функциональных характеристик CASE-средств....................95

3.4. Анализ применимости CASE-средств на этапах процессов жизненного цикла программных средств.................................................108

3.5. Выводы по главе 3................................................................................111

Глава 4. Методика выбора CASE-средств для анализа и проектирования систем управления предприятиями...................................................................112

4.1. Методика оценки качества программных средств............................112

4.2. Разработка метрики качества CASE-средств.....................................115

4.3. Обоснование выбора CASE-средств для анализа и проектирования систем управления предприятиями...........................................................119

4.4. Выводы по главе 4................................................................................124

Заключение.............................................................................................................126

Список литературы...............................................................................................128

Приложение. Оценки CASE-средств....................................................................133

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность исследования

CASE-технологии (Computer Aided System Engineering) – это технологии автоматизированной разработки систем (программного обеспечения), обеспечивающие с помощью предназначенного для этих целей инструментария (CASE-средств) комплексную поддержку разработки, либо поддержку отдельных стадий жизненного цикла сложных программных систем – их специфицирование, проектирование, реализацию, тестирование, сопровождение и развитие.

При разработке любой системы управления возникает задача выбора инструмента проектирования, который отвечал бы всем требованиям проектировщиков и позволял грамотно и эффективно решать поставленные задачи. Современный рынок программных средств насчитывает около 300 видов различных CASE-средств, наиболее мощные из которых так или иначе используются практически всеми ведущими западными и российскими фирмами, и многие компании сталкиваются с проблемой выбора подходящего программного решения. Выбор эффективных и адекватных автоматизируемому объекту методов, применяемых при анализе, проектировании, разработке или внедрении систем управления, представляет собой сложную и ответственную задачу.

Целью работы является повышение эффективности процессов проектирования систем управления предприятиями.

Объектом исследования являются группы технических и специальных процессов жизненного цикла программных средств.

Предметом исследования являются методы и средства проектирования программных средств.

Методы исследования: системный анализ, структурные методы моделирования систем (функциональные, потоков данных, бизнес-процессов, событийные, информационные, иерархические), статические и динамические объектные методы моделирования, методы оценки качества программных средств, метод экспертных оценок.

Основные задачи исследования:

1. 
   Анализ процессов жизненного цикла программных средств.
   
2. 
   Обзор российских и международных стандартов в области инженерии программных средств.
   
3. 
   Анализ методологий проектирования программных средств.
   
4. 
   Анализ методов проектирования программных средств.
   
5. 
   Классификация методов анализа и проектирования программных средств.
   
6. 
   Анализ применимости методов проектирования для групп технических и специальных процессов жизненного цикла программных средств.
   
7. 
   Обзор инструментальных CASE-средств для анализа и проектирования систем управления.
   
8. 
   Разработка структуры и масштаба метрики качества для оценки CASE-средств.
   
9. 
   Обоснование выбора CASE-средств для анализа и проектирования систем управления предприятиями.
   

Научная новизна исследования:

1. 
   Проведена классификация методов (моделей, нотаций) проектирования программных средств.
   
2. 
   Разработаны матрицы использования методов и средств проектирования для групп технических и специальных процессов жизненного цикла программных средств.
   
3. 
   Разработаны структура и масштаб метрики качества для обоснования выбора CASE-средств для анализа и проектирования систем управления предприятиями.
   

Практическая ценность работы:

1. 
   Проведён анализ методологий и методов проектирования программных средств (проанализировано 48 видов моделей).
   
2. 
   Проведён обзор современных CASE-средств, представленных на российском рынке.
   
3. 
   Даны рекомендации по использованию CASE-средств для разных типов проектов.
   

Апробация работы:

Научные доклады на конференциях:

1. 
   XV научная конференция «МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ И ИНФОРМАТИКА». Москва, ФГБОУ ВПО МГТУ «СТАНКИН». 13-15 мая 2013 г.
   
2. 
   XVII международная научно-практическая конференция «Системный анализ в проектировании и управлении». Санкт-Петербург, СПбГПУ. 1-3 июля 2013 г.
   

Научные публикации:

1. 
   Беляшов А.Н., Мышенков К.С. «Анализ методов проектирования систем управления» // Системный анализ в проектировании и управлении: Сб. науч. тр. XVIIМеждунар. науч.-практ. конф. / СПбГПУ. – СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2013. – Ч. 2. – С. 3-6.
   
2. 
   Мышенков К.С., Беляшов А.Н. «Классификация методов анализа и проектирования систем управления» // Математическое моделирование и информатика: Труды XV науч. конф. / Под ред. Д.Ю. Рязанова. – М.: ИЦ ФГБОУ ВПО МГТУ «СТАНКИН», 2013. – С. 45-47.
   
3. 
   Мышенков К.С., Беляшов А.Н. «Методологии, методы и модели для анализа и проектирования систем управления» // Вестник МГТУ «Станкин». Научный рецензируемый журнал. – М.: МГТУ «СТАНКИН», 2013. – № 3 (26).
   

Глава 1. Анализ процессов проектирования систем управления
1.1. Процессы жизненного цикла программных средств

Программные средства являются неотъемлемыми частями информационных технологий и традиционных систем, таких как транспортные, военные, здравоохранения и финансовые [23]. При этом подразумевается усиление роли стандартов, процедур, методов, средств и внешних условий для разработки и сопровождения программных средств. Подобная многоплановость подходов создает значительные трудности при управлении программными средствами и в технологиях программирования, особенно при интеграции продуктов и услуг. Требуется определённое упорядочение вопросов создания программных средств при переходе от многоплановости к общей структуре, которая может быть использована профессионалами для взаимопонимания при создании и управлении программными средствами.

Одним из базовых понятий методологии проектирования программных средств (ПС) является понятие жизненного цикла. Жизненный цикл – это непрерывный процесс, который начинается с момента принятия решения о необходимости создания ПС и заканчивается в момент его полного изъятия из эксплуатации.

Стандарт ГОСТ Р ИСО/МЭК 12207:2010 «Процессы жизненного цикла программных средств» [11], используя устоявшуюся терминологию, устанавливает общую структуру процессов жизненного цикла программных средств, на которую можно ориентироваться в программной индустрии. Этот стандарт определяет процессы, виды деятельности и задачи, которые используются при приобретении программного продукта или услуги, а также при поставке, разработке, применении по назначению, сопровождении и прекращении применения программных продуктов. Понятие программного средства включает в себя встроенный фирменный программный компонент.

Программное средство трактуется как единая часть общей системы, выполняющая определённые функции в данной системе, что осуществляется посредством выделения требований к программным средствам из требований к системе, проектирования, производства программных средств и объединения их в систему.

Процессы жизненного цикла делятся на 2 большие группы: процессы в контексте системы и специальные процессы программных средств (рис. 1.1.)



Рис. 1.1. Группы процессов жизненного цикла

Процессы в контексте системы включают в себя:

• 
  процессы соглашения: определяют действия, необходимые для выработки соглашений между двумя организациями. Процессы соглашения включают в себя процесс приобретения и процесс поставки.
  
• 
  процессы организационного обеспечения: осуществляют менеджмент возможностей организаций приобретать и поставлять продукты через инициализацию, поддержку и управление проектами. Эти процессы обеспечивают ресурсы и инфраструктуру, необходимые для поддержки проектов, и гарантируют удовлетворение организационных целей и установленных соглашений. Эта группа процессов включает в себя:
  
  1. 
     процесс менеджмента модели жизненного цикла;
     
  2. 
     процесс менеджмента инфраструктуры;
     
  3. 
     процесс менеджмента портфеля проектов;
     
  4. 
     процесс менеджмента людских ресурсов;
     
  5. 
     процесс менеджмента качества.
     

• 
  процессы проекта: существуют две категории процессов проекта. Процессы менеджмента проекта используются для планирования, выполнения, оценки и управления продвижением проекта. Процессы поддержки проекта обеспечивают выполнение специализированных целей менеджмента. Процессы менеджмента проекта включают в себя:
  

1. 
   процесс планирования проекта;
   
2. 
   процесс управления и оценки проекта.
   

Процессы поддержки проекта включают в себя:

1. 
   процесс менеджмента решений;
   
2. 
   процесс менеджмента рисков;
   
3. 
   процесс менеджмента конфигурации;
   
4. 
   процесс менеджмента информации;
   
5. 
   процесс измерений.
   

• 
  технические процессы: используются для определения требований к системе, преобразования требований в полезный продукт, для разрешения постоянного копирования продукта (где это необходимо), применения продукта, обеспечения требуемых услуг, поддержания обеспечения этих услуг и изъятия продукта из обращения, если он не используется при оказании услуги. Включают в себя:
  
  1. 
     определение требований правообладателей;
     
  2. 
     анализ системных требований;
     
  3. 
     проектирование архитектуры системы;
     
  4. 
     процесс реализации;
     
  5. 
     процесс комплексирования системы;
     
  6. 
     процесс квалификационного тестирования системы;
     
  7. 
     процесс инсталляции программных средств;
     
  8. 
     процесс поддержки приемки программных средств;
     
  9. 
     процесс функционирования программных средств;
     
  10. 
      процесс сопровождения программных средств;
      
  11. 
      процесс изъятия из обращения программных средств.
      

Группа специальных процессов программных средств включает в себя следующие процессы:

• 
  процессы реализации программных средств: используются для создания конкретного элемента системы (составной части), выполненного в виде программного средства. Эти процессы преобразуют заданные характеристики поведения, интерфейсы и ограничения на реализацию в действия, результатом которых становится системный элемент, удовлетворяющий требованиям, вытекающим из системных требований. Включают в себя:
  

1. 
   процесс анализа требований к программным средствам;
   
2. 
   процесс проектирования архитектуры программных средств;
   
3. 
   процесс детального проектирования программных средств;
   
4. 
   процесс конструирования программных средств;
   
5. 
   процесс комплексирования программных средств;
   
6. 
   процесс квалификационного тестирования программных средств.
   

• 
  процессы поддержки программных средств: предусматривают специально сфокусированную совокупность действий, направленных на выполнение специализированного программного процесса. Выделяют 8 процессов поддержки:
  

1. 
   процесс менеджмента документации программных средств;
   
2. 
   процесс менеджмента конфигурации программных средств;
   
3. 
   процесс обеспечения гарантии качества программных средств;
   
4. 
   процесс верификации программных средств;
   
5. 
   процесс валидации программных средств;
   
6. 
   процесс ревизии программных средств;
   
7. 
   процесс аудита программных средств;
   
8. 
   процесс решения проблем в программных средствах.
   

• 
  процессы повторного применения программных средств: поддерживают возможности организации использовать повторно составные части программных средств за границами проекта. Эти процессы уникальны, поскольку, в соответствии с их природой, они используются вне границ какого-либо конкретного проекта. Включают в себя:
  

1. 
   процесс проектирования доменов;
   
2. 
   процесс менеджмента повторного применения активов;
   
3. 
   процесс менеджмента повторного применения программ.
   

На этапе проектирования системы используются CASE-средства.