Добавлен: 25.10.2018
Просмотров: 4513
Скачиваний: 12
1
ЮГОРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Институт прикладной математики, информатики и управления
Кафедра автоматизированных систем обработки информации и
управления
ПРОЕКТИРОВАНИЕ
АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМ
ОБРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ И
УПРАВЛЕНИЯ
Ханты-Мансийск
2010
2
ББК 32.973.26-02
УДК 004.415.2
П-79
Рецензент:
доктор физ.-мат. наук, профессор, заведующий кафедрой высшей математики
Пятков С.Г.
П-79 Проектирование автоматизированных систем обработки информации и управления: Ме-
тодические указания по курсовому проектированию / Сост. Мелихов А.Ю. – Ханты-Мансийск:
Информационно-издательский центр ЮГУ, 2010. – 87 с.
Методические указания служат руководством для выполнения курсового проекта по дисциплине
“Проектирование автоматизированных систем обработки информации и управления” для студентов
высшего профессионального образования очной формы обучения направлений 230100 – Информати-
ка и вычислительная техника, 010400 – Прикладная математика и информатика и 010200 – Матема-
тика и компьютерные науки.
ББК 32.973.26-02
УДК 004.415.2
© Югорский государственный университет, 2010
3
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ ...................................................................................................................................................... 4
1. ЦЕЛИ КУРСОВОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ ............................................................................................. 4
2. ТЕМАТИКА КУРСОВЫХ ПРОЕКТОВ .................................................................................................... 5
3. СОДЕРЖАНИЕ И ОБЪЕМ ПОЯСНИТЕЛЬНОЙ ЗАПИСКИ ПО КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ ............ 6
4. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ ОСНОВНЫХ РАЗДЕЛОВ КУРСОВОГО
ПРОЕКТА ..................................................................................................................................................... 6
4.1. ТИТУЛЬНЫЙ ЛИСТ ......................................................................................................................... 6
4.2. ЗАДАНИЕ НА КУРСОВОЙ ПРОЕКТ ............................................................................................. 6
4.3. АННОТАЦИЯ .................................................................................................................................... 7
4.4. СОДЕРЖАНИЕ .................................................................................................................................. 7
4.5. ВВЕДЕНИЕ ......................................................................................................................................... 7
4.6. ПРОВЕДЕНИЕ ОБСЛЕДОВАНИЯ ОБЪЕКТА АВТОМАТИЗАЦИИ ......................................... 7
4.6.1. Сбор и анализ данных об объекте автоматизации ..................................................................... 7
4.6.2. Разработка обоснования на создание АСОИУ (ИМС) .............................................................. 8
4.6.2.1 Формулирование цели и задач создания АСОИУ (ИМС) .................................................. 8
4.6.2.2 Предварительный выбор и обоснование состава автоматизируемых функций
системы .................................................................................................................................... 9
4.6.2.3 Оценка затрат и предварительный расчет ожидаемой эффективности АСОИУ (ИМС) 10
4.6.2.4 Сбор и анализ данных о зарубежных и отечественных аналогах .................................... 12
4.7. ФОРМИРОВАНИЕ ТРЕБОВАНИЙ К ПРОЕКТИРУЕМОЙ АСОИУ (ИМС) ........................... 13
4.7.1 Обследование АСОИУ (ИМС) ................................................................................................... 13
4.7.1.1. Исходные материалы и документы по созданию АСОИУ (ИМС) ................................. 13
4.7.1.2. Обоснование выбора модели жизненного цикла АСОИУ (ИМС) .................................. 14
4.7.1.3. План управления конфигурациями .................................................................................... 15
4.7.1.4. План контроля качества программного обеспечения ...................................................... 16
4.7.1.5. План управления программным проектом ........................................................................ 17
4.7.2. Формирование требований к АСОИУ (ИМС).......................................................................... 18
4.7.2.1. C- требования ....................................................................................................................... 18
4.7.2.2. D-требования ....................................................................................................................... 19
4.7.2.3. Управление требованиями .................................................................................................. 21
4.7.2.4. Проектирование пользовательского интерфейса ............................................................. 23
4.8. РАЗРАБОТКА КОНЦЕПЦИИ АСОИУ (ИМС) ............................................................................ 24
4.8.1. Слой предметной области .......................................................................................................... 27
4.8.2. Слой источника данных ............................................................................................................. 29
4.8.3. Слой представления .................................................................................................................... 31
4.9. ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ ........................................................................................................... 35
4.10. ЭСКИЗНЫЙ ПРОЕКТ ..................................................................................................................... 36
4.10.1. Организация программных интерфейсов ............................................................................... 37
4.10.2. Проектирование структуры базы данных ............................................................................... 39
4.10.3. Интеграция приложений .......................................................................................................... 40
4.11. ЗАКЛЮЧЕНИЕ ................................................................................................................................ 41
4.12. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ................................................................................................................ 41
4.13. ПРИЛОЖЕНИЯ ................................................................................................................................ 41
5. ОФОРМЛЕНИЕ ПОЯСНИТЕЛЬНОЙ ЗАПИСКИ ПО КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ ............................. 42
6. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ И ЗАЩИТЫ КУРСОВОГО ПРОЕКТА .................................................. 42
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ............................................................................................................................. 46
ПРИЛОЖЕНИЕ А ......................................................................................................................................... 50
ПРИЛОЖЕНИЕ Б .......................................................................................................................................... 51
ПРИЛОЖЕНИЕ В .......................................................................................................................................... 52
ПРИЛОЖЕНИЕ Г .......................................................................................................................................... 53
ПРИЛОЖЕНИЕ Д ......................................................................................................................................... 54
ПРИЛОЖЕНИЕ Е .......................................................................................................................................... 56
ПРИЛОЖЕНИЕ Ж ......................................................................................................................................... 60
ПРИЛОЖЕНИЕ И ......................................................................................................................................... 65
ПРИЛОЖЕНИЕ К .......................................................................................................................................... 70
ПРИЛОЖЕНИЕ Л.......................................................................................................................................... 82
ПРИЛОЖЕНИЕ М ......................................................................................................................................... 86
4
ВВЕДЕНИЕ
Автоматизированной системой обработки информации и управления (АСОИУ) называют
систему, состоящую из взаимосвязанных и взаимодействующих в пространстве и во времени вычис-
лительных, алгоритмических средств, а также средств связи, источников информации с метрологиче-
ским обеспечением, средств управления и отображения, применяемых для получения продукта за-
данного качества в определенных условиях эксплуатации с участием человека. Степень автоматиза-
ции функций обработки и управления определяется производственной необходимостью, возможно-
стями формализации автоматизируемого технологического процесса и должна быть экономически
(и) или социально обоснована [66].
Выполнение курсового проекта (КП) по дисциплине «Проектирование автоматизированных
систем обработки информации и управления» («Проектирование информационно-моделирующих
систем (ИМС)» - специальность 010501) предусматривает разработку проекта по созданию новой
или развитию существующей системы.
Процесс создания АСОИУ представляет собой комплекс научно- исследовательских, пред-
проектных, проектных, строительных, монтажно-наладочных работ, испытаний, опытную эксплуата-
цию АСОИУ, а также подготовку и обучение персонала и работы по подготовке объекта управления
к вводу АСОИУ в эксплуатацию. При создании АСОИУ необходимо, с одной стороны, руководство-
ваться принципами системности, развития, совместимости, эффективности, стандартизации и унифи-
кации, с другой стороны, необходимо максимально использовать типовые проектные решения, паке-
ты прикладных программ, унифицированные проекты, применять для новых объектов управления
ранее созданные проекты АСОИУ [66, 67]. При создании, функционировании и развитии АСОИУ
необходимо оценивать научно-технический уровень системы с целью проверки его соответствия по-
следним достижениям науки и техники.
Развитие (модификация) АСОИУ заключается в пополнении и (или) обновлении функций и
видов ее обеспечения путем доработки программных и (или) технических средств или настройки
имеющихся средств [66].
Как в случае создания, так и в случае развития существующей системы должны преследо-
ваться следующие цели [75:10]:
• экономия топлива, сырья, материалов и др. производственных ресурсов;
• обеспечение или повышение надежности (безопасности) функционирования объекта или про-
текания технологического процесса;
• повышение качества выходного продукта;
• снижение затрат труда;
• достижение оптимальной загрузки оборудования;
• оптимизация режимов работы технологического оборудования и т.п.
Выполнение курсового проекта является завершающим этапом освоения дисциплины «Про-
ектирование АСОИУ» («Проектирование ИМС») и представляет собой самостоятельную разработку
студентами проектной документации по созданию АСОИУ до стадии «4. Эскизный проект» включи-
тельно по ГОСТ 34.601-90 [70].
Настоящие методические указания содержат рекомендации по выполнению и защите курсо-
вого проекта, а также требования, предъявляемые к содержанию и оформлению пояснительной за-
писки (ПЗ).
Для облегчения работы с методическими указаниями в тексте использовались специальные
обозначения:
- знаком «
» отмечены положения или определения, требующие особого внимания при проработке
курсового проекта;
- знаком
отмечены вопросы, уровню проработки которых будет уделяться особое внимание при
проверке пояснительной записки.
1. ЦЕЛИ КУРСОВОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ
Самостоятельная разработка проектной документации подготавливает студента к успешному
выполнению выпускной квалификационной работы и является важным этапом в формировании спе-
циалиста в области автоматизации процессов обработки информации и управления технологически-
ми процессами в заданной предметной области.
5
Работа над курсовым проектом требует решения следующих задач:
• ознакомление с основными этапами проектирования;
• приобретение навыков исследования процессов обработки информации, моделирования и
управления в заданной предметной области;
• изучение нормативной документации в области проектирования и разработки АСОИУ;
• изучение инструментальных средств разработки АСОИУ на базе CASE-технологий;
• приобретение навыков анализа и составления технического задания (ТЗ);
• выработка технически обоснованных решений;
• разработка проекта системы, отвечающей требованиям заказчика;
• закрепление навыка поиска научно - технической литературы и работы с ней;
• освоение правил оформления проектной документации.
В процессе проектирования студент решает творческие задачи и оформляет конструкторские
документы, которые присущи стадиям формирования требований, разработки концепции, разработки
технического задания и эскизного проекта (в соответствии с ГОСТ 34.601-90 [70]).
2. ТЕМАТИКА КУРСОВЫХ ПРОЕКТОВ
Содержание курсового проекта (КП) состоит в проектировании информационной системы
(подсистемы), обеспечивающей решение одной или нескольких задач автоматизации обработки ин-
формации, моделирования и/или управления в заданной предметной области с использованием со-
временных средств вычислительной техники и средств телекоммуникаций, а также современных ин-
формационных технологий.
При выборе темы КП необходимо руководствоваться следующими требованиями: актуаль-
ность; практическая ценность результатов проектирования для предприятия (организации); отраже-
ние новых разработок и исследований в области построения АСОИУ.
В соответствии с квалификационной характеристикой выпускников по направлениям 230100
и 010500 выполнение КП осуществляется в рамках следующих направлений:
1. Автоматизированные системы (подсистемы) обработки информации и управления (АСОИУ).
2. Информационно-моделирующие системы (подсистемы).
3. Автоматизированные системы экспериментальных исследований.
4. Автоматизированные системы (подсистемы) научных исследований (АСНИ).
5. Геоинформационные системы.
6. Системы распознавания зрительных образов и анализа изображений.
7. Автоматизированные обучающие системы.
Особую роль при подготовке специалистов в области информационных технологий (ИТ) играют
навыки проектирования и создания компьютеризированного интегрированного производства. В этой
связи при выборе темы КП предпочтение следует отдавать проектированию автоматизированных
информационных систем (или их составляющих), используемых в жизненном цикле промышленных
изделий [78]:
• CAE (Computer Aided Engineering) – системы автоматизированных расчетов и анализа;
• CAD (Computer Aided Design) – системы автоматизированного проектирования;
• CAM (Computer Aided Manufacturing) – автоматизированные системы технологической подго-
товки производства;
• PDM (Product Data Management) – системы управление проектными данными;
• ERP (Enterprise Resource Planning) – системы планирования и управления предприятием;
• MRP (Manufacturing Requirement Planning) – системы планирования производством;
• MES (Manufacturing Execution System) – производственные исполнительные системы;
• SCM (Supply Chain Management) – системы управления цепочками поставок;
• CRM (Customer Relationship Management) – системы управления взаимоотношениями с заказ-
чиками;
• SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition) – системы диспетчерского управления про-
изводственными процессами;
• CNC (Computer Numerical Control) – компьютерное числовое управление;
• S&SM (Sales and Service Management) – системы управления продажами и обслуживанием;
• CPC (Collaborative Product Commerce) – системы совместного электронного бизнеса.