Проектирование АСОиУ

Курс проектирования автоматизированных систем обработки информации и управления

Данный репозиторий предназначен для хранения материалов курса и результатов выполнения лабораторных работ. Это описание будет дополняться постепенно по мере проведения лекций и лабораторных работ.

Структура репозитория

В репозитории имеется папка Labs для всех лабораторных работ. В неё будут постепенно добавляться отдельные папки для каждой лабораторной работы (Lab_#), в корень каждой из которых необходимо помещать свои результаты лабораторной работы: созданные файлы, протоколы и т.п. Также в каждой из них может быть папка с материалами для лабораторной работы (Materials), например, лекциями, шпаргалками, исходниками и т.п.

Например, сейчас уже имеется папка Lab_1, в корень которой нужно будет поместить .bpmn-файл своей диаграммы BPMN и файл протокола. В ней также имеется папка Materials с файлом лекции для лабораторной работы.

Также в репозитории имеется Excel-таблица с данными о посещаемости лабораторных работ и отметками о выполнении домашних заданий, которая будет обновляться по мере проведения работ и проверки результатов.

Порядок работы с репозиторием

Каждому магистранту необходимо стать участником данного репозитория, каждому будет выслано приглашение, если указанный почтовый ящик привязан к аккаунту GitHub. Ветка master предназначена только для преподавателя, он в неё будет выкладывать задания и прочие материалы. Каждый магистрант должен создать для себя отдельную ветку от ветки master, начиная с последнего имеющегося коммита, назвав её своей фамилией на латинице (например, Ivanov). В свою ветку необходимо коммитить результаты выполнения лабораторных работ (файлы исходного кода, диаграммы, протоколы) в папки лабораторных (можно создавать свои подпапки для различных групп файлов). Периодически необходимо сливать ветку master со своей веткой для получения материалов и заданий для новых лабораторных. Сливать свою ветку в master НЕ НУЖНО! Делать коммиты в master НЕ НУЖНО! Протоколы лучше сохранять в файлы формата .pdf.

Советую также подобрать себе красивый GUI для работы с Git, чтобы проще ориентироваться в ветках. Вот, хорошая подборка, например GitKraken - очень красивый, а SourceTree - простой и один интерфейс для Git и Hg. Но некоторые могут лагать на разных системах, так что выбирайте.

Описание лабораторных работ

Лабораторная работа №1: Диаграммы BPMN

Данная лабораторная работа посвящена нотации моделирования бизнес-процессов BPMN. В папке с материалами имеется короткая лекция, которая была рассказана на лабораторной.

Дополнительные материалы к работе:

• Подробная инструкция по BPMN: BPMN 2.0 Symbol Reference

Задание на дом: необходимо разработать модель некоторого бизнес-процесса, связанного с тематикой своей магистерской диссертации или непосредственно для неё. Необходимо закоммитить в репозиторий .bpmn-файл своей диаграммы, а также документ отчёта, в котором нужно словесно описать данный бизнес-процесс, прокомментировать его этапы, возможно, добавить какие-то примечания к диаграмме, чтобы преподавателю было проще положительно оценить её. Программы для моделирования диаграмм и прочая дополнительная информация описана в лекции для лабораторной.

Список заданий для тех, кто не придумал себе собственное (варианты совпадать не должны, но могут вами модифицироваться, улучшаться или упрощаться, дополняться). Эти же варианты могут быть использованы для создания DMN-диаграмм лабораторной работы №2:

1. процесс сборки робота для различных промышленных нужд (выявление требований, выбор технологий передвижения, выбор манипуляторов, выявление наиболее удобного способа управления в зависимости от задач, сборка робота, тестирование и т.д.);
2. процесс подборки и размещения системы автоматического освещения в здании со сбором данных о своей работе и потреблении электроэнергии (выявление требований, выбор датчиков и способа управления, монтаж датчиков, светильников, подключение всего вместе и т.д.);
3. процесс создания группы собственных устройств (датчиков), работающих как Internet of Things (взаимодействующих друг с другом и с ПК) для каких-либо нужд (подбор компонентов, изготовление корпуса на 3d-принтере, выбор способа взаимодействия, сборка, написание ПО, тестирование, улучшение и т.п.); 1.процесс взаимодействия созданных датчиков, описанных в задании выше (передача данных и иное взаимодействие, оповещения пользователей, обработка критических ситуаций, обновление ПО и т.д.);
4. процесс автоматизированного управления дроном (летающим, ползающим и т.д.), например, пылесосом, с наличием базы, с которой он отправляется на задание и возвращается, выполняет какие-то действия, с обработкой критических ситуаций и оповещением пользователя;
5. процесс автоматизированного управления каким-либо производством или процессом, например, нагревательным котлом для душевых, который сам нагревает воду и поддерживает температуру, наполняет по мере необходимости, отключается при неиспользовании, обрабатывает критические ситуации, вроде, выключения света, использует альтернативные источники тепла и т.п.;
6. процесс изготовления какого-либо изделия на производстве, например инструмента (доставка сырья, подготовка сырья, изготовления 1-й, 2-й, 3-й детали, сборка, обработка, упаковка, оценка качества и т.п., обработка критических ситуаций);
7. процесс подбора экзоскелета для человека с какими-то ограничениями (выбор типа экзоскелета, выбор способа крепления, компонентов, питания, ПО, сложности конструкции и т.п.).

Лабораторная работа №2: Диаграммы DMN

Данная лабораторная работа посвящена нотации моделирования процесса принятия решений DMN. В папке с материалами имеется короткая лекция, которая была рассказана на лабораторной. Также в папке с материалами к лабораторной есть статья 2018-го года о расширении нотации DMN для использования больших данных. Советую ознакомиться, как с примером использования данной нотации, очень интересно.

Задание на дом: необходимо разработать модель принятия решений, связанную с тематикой своей магистерской диссертации или непосредственно для неё, или же по собственной теме или из списка выше в задании для лабораторной работы №1. Данная диаграмма может быть одним из блоков BPMN-диаграммы предыдущей лабораторной. Необходимо закоммитить в репозиторий .dmn-файл своей диаграммы, а также документ отчёта, в котором нужно словесно описать предметную область вашей диаграммы принятия решений, прокомментировать её этапы, возможно, добавить какие-то примечания к диаграмме.

Лабораторная работа №3: Формирование требований к АСОиУ

Данная лабораторная работа посвящена различным методам описания требований к своему проекту, программному продукту.

Задание на дом:

1. описать свой проект или программный продукт по спецификации Vision & Scope (шаблон документа находится в папке с материалами, ссылки на помощь в оформлении находится в презентации к лабораторной);
2. описать свой проект или программный продукт по спецификации System Requirements Specification (SRS) (шаблон документа также находится в папке с материалами, там же находится документ с методикой его составления и образец). Желательно реализовать диаграмму Use-Case или диаграмму последовательности, а также описать одно предложение для своего проекта.

Лабораторная работа №4. Описание бизнес-процессов на примере задачи на кафедре САПР и ПК

Лабораторная работа посвящена формализации и формированию требований к одному из бизнес-процессов кафедры САПР и ПК с использованием всех изученных методик. Работы ведутся в парах, разделение обязанностей осуществляется самостоятельно. Взаимодействие на кафедре ведётся с Карачуновой Галиной Анатольевной и Пеньковской Анной Петровной (ауд. 1404), можно подходить к ним ежедневно с 10:00 до 15:00. На выходе должен получиться документ, сформированный по примеру в папке Materials Пример-Подготовка отзыва на автореферат.pdf, в котором помимо словесного алгоритма действий, входных и выходных данных, ограничений и т.д. должна быть также диаграмма BPMN данного БП с пояснениями к ней.

Лабораторная работа №5. Разработка ТЗ на систему автоматизации БД бизнес-процесса кафедры

Лабораторная работа посвящена разработке технического задания на автоматизированную систему, которая должна решать задачу, описанную в БП предыдущей лабораторной работы на основании документа, разработанного на ней. В ТЗ необходимо уточнить требования, исправить все возможно выявленные замечания, расписать архитектуру системы, модель данных, интерфейс. Всё нужно делать в таком виде, как бы вы хотели её реализовать, творческий подход к написанию ТЗ приветствуется. Для работы используются стандарты и шаблоны ТЗ из приведённых ниже источников. Можно использовать какой-то готовый стандарт или скомпилировать свой из множества различных.

На выходе данной работы должен быть файл ТЗ. На визуальное оформление данного документа много времени тратить не стоит, поскольку это тема следующей лабораторной работы.

Материалы для лабораторной:

• Стандарты для ТЗ - ГОСТ 19 и 34
• ГОСТ 34.602-89 Техническое задание на создание автоматизированной системы
• Пример ТЗ по ГОСТ 34.602-89
• Стандарты и шаблоны для ТЗ на разработку ПО
• Разработка технического задания. Часть 1. Что это такое, зачем оно нужно, с чего начать и как должно выглядеть?
• Иная версия статьи выше
• Как разработать Техническое задание. Часть 2. Виды работ при сборе требований к системе учета и информации для описания бизнес-процессов
• Техническое задание: как уберечь себя от ошибок и рисков
• Что такое «хорошее» ТЗ на сайт?

Лабораторная работа №6. Работа с LaTeX

На данной лабораторной работе ТЗ, сформированное на прошлой лабораторной работе, необходимо сверстать в системе компьютерной вёрстки LaTeX. На выходе данной работы в соответствующей папке репозитория должен быть исходный код (.tex) и другие файлы для разработки ТЗ. Сам PDF-файл ТЗ либо размещается в ней же, либо в папке 5-й лабораторной работы, если вы сразу делаете две лабораторные, а лучше в обеих папках.

Доп. требования: необходимо, чтобы в файле ТЗ был хотя бы один рисунок (например, BPMN-диаграмма), одна таблица (например, таблица входных и выходных данных из файла 4-й лабораторной), оглавление и список использованных источников, сформированных с помощью BibTeX (можно туда поместить разные источники о формировании ТЗ или о работе в LaTeX). Ниже приложен список различных материалов, c помощью которых легко в нём разобраться.

Материалы

Извиняюсь за неудобства, но на всякий случай, проверяйте, пожалуйста, материалы на актуальность - в слишком старых статьях что-то может делаться сложнее, чем это есть сейчас. Сейчас технологии LaTeX хорошо развились и на многие вопросы есть более простые ответы, есть более проработанные шаблоны и более актуальные репозитории.

Оффлайн-редактор и IDE:

1. MiKTeX - хороший дистрибутив TeX для платформы Windows, в котором множество пакетов и в комплекте идёт хорошая IDE TeXWorks
2. TeXstudio - также очень хорошая IDE, но для работы заранее надо поставить MiKTeX Мануал для неё: http://texstudio.sourceforge.net/manual/current/usermanual_en.html

Онлайн-редакторы:

• https://ru.overleaf.com/ (теперь совмещён с https://ru.sharelatex.com/)
• https://latexbase.com (аналог JSFiddle)

Краткие онлайн-курсы:

• Tutorial: 4 steps to getting started with LaTeX (and liking it)
• https://learnxinyminutes.com/docs/latex/
• https://www.latex-tutorial.com/tutorials/
• https://www.overleaf.com/learn/latex/Learn_LaTeX_in_30_minutes (короткая шпаргалка в Overleaf)
• http://www.machinelearning.ru/wiki/index.php?title=LaTeX (Немного информации, но много ссылок)

Объемные материалы:

• Русская и английская Wiki: https://ru.wikibooks.org/wiki/LaTeX, https://en.wikibooks.org/wiki/LaTeX
• https://www.overleaf.com/learn/latex/Main_Page (большая справка в Overleaf)
• Курс на Coursera
• Целый блог про LaTeX
• В блоге "Записки дебианщика" много интересных статей про LaTeX, например Как оформить диплом в LaTeX? (немного устаревшая статья)

Книги:

• Сверстай диплом красиво: LaTeX за три дня
• Набор математических формул в LATEX 2ε
• С. М. Львовский - Набор и вёрстка в системе LATEX
• Кнут Д. - Всё про TeX
• The Not So Short Introduction To LaTeX 2e
• More Math Into LATEX
• Learning LATEX by Doing
• LATEX for Beginners

Создание презентаций в LaTeX с пакетом beamer:

• Хабр: Beamer — верстаем презентации
• Краткая презентация на эту тему
• Статья на "Записках дебианщика"
• Ещё статья
• Вики на английском

Полезные шаблоны и статьи для вёрстки работ:

• Бакалаврская и магистерская диссертации
• Шаблон кандидатской диссертации, Он же на GitHub
• Шаблоны диплома, диссертации и автореферата Санкт-Петербургского Государственного Университета
• Как я диплом в LaTeX писал с GitHub, Docker и TravisCI
• Верстка сборника тезисов конференции в LaTeX
• Диплом бакалавра в LaTeX, или ДСТУ 3008-95 в 150 строк
• Шаблон статьи для Springer
• https://www.overleaf.com/gallery/tagged/springer
• Best engineer resume template (uses LaTeX)
• Создаем резюме на LaTeX — как и зачем?
• Не пишите в LaTeX! Он только для вёрстки

Cheat sheets:

• https://wch.github.io/latexsheet/latexsheet.pdf
• ftp://ftp.dante.de/tex-archive/info/latex-refsheet/LaTeX_RefSheet.pdf

Инструменты:

• Take a screenshot of math and paste the LaTeX into your editor
• LaTeX - генератор таблиц
• LaTeX - генератор формул
• Электрические схемы средствами LaTeX и TikZ

Различные материалы для чтения на досуге

• Машинное обучение для людей

Пожелания для тем лекций и лабораторных работ

• DevOps