Конспект лекций case cals. Конспект_САСТ-2. Конспект лекций по дисциплине case и cals технологии по направлению подготовки
 Скачать 3.53 Mb.
|
|
МИНОБРНАУКИ РОССИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Тульский государственный университет» Институт прикладной математики и компьютерных наук Кафедра вычислительной техники Французова Ю.В. доцент каф. ВТ, к.т.н. КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ по дисциплине «CASE и CALS технологии» по направлению подготовки 09.03.01 Информатика и вычислительная техника с профилем «Программное обеспечение средств вычислительной техники и автомати- зированных систем» Форма обучения: очная Идентификационный номер образовательной программы: 090301-02-22 Тула 2022 год 2 Конспект лекций по дисциплине «CASE и CALS технологии» разработаны к.т.н., доцен- том каф. ВТ Ю.В. Французовой и обсуждены на заседании кафедры вычислительной техники института прикладной математики и компьютерных наук (протокол заседания кафедры № 7 от «26» января 2022 г.) Зав. кафедрой ________________ А.Н. Ивутин 3 Содержание 1 ОСНОВЫ СИСТЕМОТЕХНИКИ ........................................................................................ 7 1.1 Концепция системотехники ............................................................................................... 7 1.2 Понятие Система ............................................................................................................... 14 1.3 Характеристики и свойства систем ................................................................................. 15 1.4. Принципы создания САПР ............................................................................................. 17 1.4.1. Структура и классификация САПР ............................................................................. 17 1.4.2 Этапы проектирования САПР ...................................................................................... 21 1.5 Понятие системности ....................................................................................................... 26 1.6 Методология системного подхода .................................................................................. 37 1.7 Развитие системных представлений в науке и практике ........................................... 39 2 МЕТОДИКИ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО И ИНФОРМАЦИОННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ СЛОЖНЫХ СИСТЕМ ................................................................................................................ 43 2.1 CASE технологии .............................................................................................................. 43 2.2. Понятие бизнес-процесса ................................................................................................ 46 2.3. Подход к моделированию бизнес-процессов ................................................................ 47 2.4. Базовые понятия в области формальных языков описания бизнес-процессов .......... 49 2.4.1. Системы управления бизнес-процессами ................................................................... 49 2.4.2. Математические основы языков описания бизнес-процессов ................................. 49 2.4.3. WorkFlow- и DocFlow-системы ................................................................................... 50 2.4.4. Перспектива бизнес-процесса ..................................................................................... 50 2.5 Методология IDEF моделирования ................................................................................. 52 2.6 Нотации DFD моделирования ......................................................................................... 58 2.7. UML ................................................................................................................................... 59 2.8. BPMN, BPEL, BPML........................................................................................................ 61 3. Методика IDEF0/SADT. Функциональная модель .......................................................... 62 3.1. Методология SADT/IDEF0 ............................................................................................. 62 3.1.1. Методологические понятия ......................................................................................... 64 3.1.2. Точка зрения .................................................................................................................. 65 3.1.3. Иерархия диаграмм ....................................................................................................... 65 3.1.4. Принципы ограничения сложности IDEF0-диаграмм ............................................... 67 3.1.5. Дисциплина групповой работы над разработкой IDEF0-модели............................. 67 3.2. Синтаксис и семантика моделей SADT/IDEF0 ............................................................. 68 3.2.1. Интерфейсные дуги ...................................................................................................... 68 3.2.2. Комбинированные стрелки .......................................................................................... 70 3.2.3. Разъединение и соединение стрелок ........................................................................... 73 3.2.4. Туннели .......................................................................................................................... 74 3.3. Пример. Метамодель IDEF0 ........................................................................................... 75 4. Методики IDEF1 и IDEF1X. Информационная модель и модель данных .................... 78 4.1. Область применения IDEF1 ............................................................................................ 78 4.2. Концепции IDEF1 ............................................................................................................ 79 4.3. Область применения IDEF1X ......................................................................................... 80 4.4. Синтаксис и семантика IDEF1 ........................................................................................ 80 4.5. Синтаксис и семантика IDEF1X ..................................................................................... 82 5. Методика IDEF3. Модель процессов ................................................................................ 86 5.1. Назначение методологии................................................................................................. 86 5.2. Синтаксис и семантика .................................................................................................... 87 5.2.1. Диаграммы ..................................................................................................................... 87 5.2.2. Единица работы ............................................................................................................ 87 5.2.3. Связи .............................................................................................................................. 88 5.2.4. Соединения .................................................................................................................... 89 6. Другие методики IDEF ....................................................................................................... 92 4 6.1. Методика IDEF2. Имитационная модель ...................................................................... 92 6.2. Методика IDEF4. Объектно-ориентированные методы проектирования ................. 92 6.2.1. Концепции IDEF4 ......................................................................................................... 93 6.2.2. Синтаксис и семантика моделей IDEF4...................................................................... 94 6.2.2.1. Подмодель классов IDEF4 ........................................................................................ 94 6.2.2.2. Подмодель методов IDEF4 ........................................................................................ 94 7. Методика DFD. Диаграммы потоков данных .................................................................. 97 7.1. Методология DFD ............................................................................................................ 97 7.1.1. Варианты методологии DFD ........................................................................................ 99 7.1.2. Мини-спецификация ................................................................................................... 101 7.2. Синтаксис и семантика моделей DFD ......................................................................... 101 8. Универсальный язык UML моделирования сложных систем ...................................... 107 8.1. Диаграммы UML ............................................................................................................ 107 8.2. Концепция построения диаграмм UML ....................................................................... 108 8.3. Основные элементы UML ............................................................................................. 108 8.4. Диаграмма вариантов использования .......................................................................... 110 8.4.1. Действующее лицо ...................................................................................................... 111 8.4.2. Вариант использования .............................................................................................. 112 8.4.3. Интерфейс .................................................................................................................... 113 8.4.4. Отношения ................................................................................................................... 114 8.4.5. Примечания ................................................................................................................. 117 8.4.6. Пример диаграммы вариантов использования ........................................................ 117 8.5. Диаграмма классов ........................................................................................................ 119 8.5.1. Класс............................................................................................................................. 119 8.5.2. Отношения между классами ...................................................................................... 122 8.5.3. Интерфейс .................................................................................................................... 125 8.5.4. Пример диаграммы классов ....................................................................................... 126 8.6. Механизмы расширения UML ...................................................................................... 127 8.7. Диаграмма состояний .................................................................................................... 128 8.7.1. Состояние .................................................................................................................... 128 8.7.2. Переход ........................................................................................................................ 129 8.7.3. Пример диаграммы состояний UML ......................................................................... 131 8.8. Диаграмма деятельности ............................................................................................... 133 8.8.1. Состояния действия и состояния деятельности ....................................................... 134 8.8.2. Переходы ..................................................................................................................... 134 8.8.3. Дорожки ....................................................................................................................... 136 8.8.4. Объекты ....................................................................................................................... 136 8.8.5. Пример диаграммы деятельности ............................................................................. 139 8.9. Диаграмма взаимодействия .......................................................................................... 141 8.9.1. Диаграмма последовательностей .............................................................................. 141 8.9.2. Диаграмма кооперации ............................................................................................... 144 8.9.3. Пример диаграммы взаимодействия ......................................................................... 145 8.10. Диаграмма реализации UML ...................................................................................... 146 8.10.1. Диаграмма компонентов .......................................................................................... 147 8.10.2. Диаграмма развёртывания ....................................................................................... 150 9. Описание бизнес-процессов с использованием обозначений BPMN. Язык моделирования бизнес-процессов BPML ...................................................................................................... 152 9.1. Нотация BPMN ............................................................................................................... 152 9.1.1. Типы процессов в нотации BPMN ............................................................................ 152 9.1.2. Точки зрения................................................................................................................ 153 9.1.3. Объекты потока процесса .......................................................................................... 154 9.1. Нотация BPMN ............................................................................................................... 158 5 9.1.4. Пример диаграммы BPMN ......................................................................................... 161 9.2. Язык моделирования бизнес-процессов BPML .......................................................... 162 9.3. Язык реализации бизнес-процессов BPEL .................................................................. 171 10 АНАЛИТИЧЕСКИЕ И ИМИТАЦИОННЫЕ МОДЕЛИ .............................................. 174 10.1 Разработка имитационных моделей сложных систем ............................................... 174 10.1.1 Имитационное моделирование ............................................................................. 174 10.1.2 Функции моделей ................................................................................................... 175 10.1.3 Классификация моделей ........................................................................................ 176 10.1.4 Достоинства и недостатки имитационного моделирования .............................. 177 10.1.5 Структура имитационных моделей ...................................................................... 180 10.1.6 Структурный синтез систем.................................................................................. 183 10.1.7 Искусство моделирования .................................................................................... 185 10.1.8 Требования к хорошей модели ............................................................................. 186 10.1.9 Процесс имитации ................................................................................................. 187 10.1.10 Проверка модели .................................................................................................. 188 10.2 Методы построения имитационных моделей ............................................................ 190 11 МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ СЛОЖНЫХ СИСТЕМ ........................ 195 11.1 Системы массового обслуживания ............................................................................. 195 11.1.1 Основные сведения из теории массового обслуживания .................................. 195 11.1.2 Аналитические модели СМО ................................................................................ 198 11.1.3 Имитационное моделирование СМО ................................................................... 199 11.1.4 Событийный метод моделирования ..................................................................... 201 11.1.5 Классификация СМО ............................................................................................. 201 11.1.6 Основная задача теории СМО .............................................................................. 202 11.1.7 Математические модели потоков событий ......................................................... 204 11.2 Сети Петри ..................................................................................................................... 214 11.3 Методы поиска оптимальных решений ...................................................................... 221 11.4. Постановка задач структурного синтеза ................................................................... 225 12 КВАЛИМЕТРИЯ ............................................................................................................. 230 12.1. Понятие качества продукции ...................................................................................... 232 12.2. Методологические принципы квалиметрии .............................................................. 233 12.3. Шкала порядка ............................................................................................................. 234 12.4. Общие принципы процедуры оценки качества технических изделий ................... 237 12.5. Классификация промышленной продукции .............................................................. 240 12.6. Классификация показателей качества продукции .................................................... 241 12.7. Номенклатура показателей качества продукции ...................................................... 244 12.7.1. Показатели назначения ............................................................................................. 244 12.7.1.1. Классификационные показатели .......................................................................... 245 12.7.1.2. Показатели функциональные и технической эффективности ........................... 246 12.7.1.3. Конструктивные показатели ................................................................................. 246 12.7.1.4. Показатели состава и структуры продукции ....................................................... 247 12.7.2. Показатели надежности ............................................................................................ 248 12.7.3. Показатели транспортабельности ........................................................................... 249 12.7.4. Показатели технологичности ................................................................................... 250 12.7.5 Показатели точности обработки ............................................................................... 257 12.7.6. Эргономические показатели качества .................................................................... 259 12.7.7. Экологические показатели ....................................................................................... 260 12.7.8. Показатели безопасности ......................................................................................... 264 12.7.9. Эстетические показатели ......................................................................................... 266 12.7.10. Показатели стандартизации и унификации .......................................................... 267 12.8. Применимость групп промышленной продукции и групп показателей качества . 269 12.9. Методы оценки уровня качества изделий ................................................................. 270 6 12.9.1. Дифференциальный метод ....................................................................................... 271 12.9.2. Метод комплексной оценки уровня качества продукции ..................................... 273 12.9.3. Смешанный метод оценки уровня качества продукции ....................................... 280 12.9.4. Метод интегральной оценки уровня качества ....................................................... 282 12.10. Экспертный метод оценки качества продукции ..................................................... 283 12.10.1. Введение в экспертный метод ............................................................................... 283 12.10.2. Экспертное оценивание ранжированием .............................................................. 288 12.10.3. Метод экспертного оценивания в баллах ............................................................. 291 Приложение А. Стандартные элементы UML ................................................................... 295 Приложение Б. Реализация BPMN-диаграмм .................................................................... 302 7 1 ОСНОВЫ СИСТЕМОТЕХНИКИ 1.1 Концепция системотехники |