CC BY
42
УДК 004.41
ТЕХНОЛОГИЯ РАЗРАБОТКИ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЗАЦИИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ «NETWORK LAB»
Прилепко Максим Анатольевич, Омский государственный технический университет, Россия,
Омск, Zeitgeist 89@mail.ru
В технических ВУЗах получение студентами практических навыков в области информационно-коммуникационных систем иногда затруднено тем, что студент не имеет возможности отрабатывать те или иные практические задания в связи с отсутствием оборудования для построения локальных вычислительных сетей.
Решением данной проблемы является использование в учебном процессе виртуальных тренажеров. Однако систем для создания таких тренажеров в области сетевых технологий в настоящее время мало, многие из них специализируются на изучении сетевого оборудования определенной компании и являются дорогостоящими. Поэтому разработка систем автоматизации проектирования виртуальных тренажеров по изучению общих принципов создания сетей и общих принципов работы сетевого оборудования является актуальной задачей и имеет практическую значимость для использования современных технологий при подготовке специалистов, особенно при дистанционной форме обучения.
В качестве языка проектирования системы автоматизации «Network Lab» (рис. 1) был выбран язык UML [1]. Выбор данного языка был сделан исходя из таких преимуществ:
• универсальности языка UML;
• методы описания результатов анализа и проектирования на языке UML семантически близки к методам программирования на современных объектно-ориентированных языках;
• позволяет описать разные аспекты поведения системы.
Рис. 1- Пример проекта тренажера «Network Lab» в режиме создания
При создании «Network Lab» язык UML применялся на следующих стадиях реализации проекта [2-4]:
1. Анализ требований - цель данной стадии состоит в том, чтобы понять процессы, которые управляют предприятием или системой, определить область деятельности системы и требования пользователя [5]. На данной стадии с помощью UML создавалась модель прецедентов системы. Она позволила выделить внешние системы, контактирующие с системой, основные процессы и их взаимосвязь. Диаграммы прецедентов дали возможность выделить функциональную структуру системы, не вдаваясь в детали ее реализации. Кроме того, было произведено предварительное выделение объектов системы и их классификация. На основании построенной модели был составлен план разработки системы.
63
2. Системное проектирование - данная стадия включает в себя решения верхнего уровня относительно разработки системы в целом. Здесь производилась разработка архитектуры системы с помощью диаграммы развертывания. Она позволила выделить вычислительные ресурсы, устройства, использующиеся ими, и соединения между ними, спроектировать размещение отдельных процессов и исполняемых компонент на определенных устройствах, что особенно важно при проектировании сложных систем и интернет-приложений [5].
3. Детальное проектирование - на данной стадии описывались способы решения задач, выполняемых системой. Эта стадия полностью описывает функции, классы системы и графический интерфейс с пользователем. На данной стадии были разработаны диаграммы классов, включая отношения между классами и их атрибутами, что позволило произвести классификацию объектов, функционирующих в системе. С применением диаграммы поведения (диаграммы последовательности, диаграммы взаимодействия, диаграммы состояний и диаграммы активности) была разработана модель поведения объектов в системе.
С помощью разработанной модели поведения были установлены зависимости между классами, произведено разделение системы на модули и выделены классы, реализуемые в данных модулях.
Рис. 2 - Диаграмма последовательности процесса создания виртуального тренажера в нотации UM
Система автоматизации проектирования «Network Lab» включает в себя два исполняемых компонента (подсистемы):
1. подсистема создания виртуальных тренажеров;
2. подсистема воспроизведения виртуальных тренажеров.
64
Редактор лабораторной работы отвечает за наполнение лабораторной работы сведениями (теоретическим материалом) в ходе диалога с пользователем, а также за управление действиями и инструментами. Ядро создания готового документа отвечает за сборку и компиляцию виртуальной лабораторной работы. Сериализация документа занимается процессами подготовки документа при создании и сохранении файла виртуального тренажера.
Рис. 3 -Диаграмма классов в нотации UML для системы автоматизации проектирования «Network
Lab»
Ядро создания связей отвечает за проверку доступности компонентов, а также отображение разных видов соединения. Панель свойств отвечает за изменение настроек компонентов виртуального тренажера. Редактор пользователя занимается процессом выполнения виртуального тренажера.
Общий ход взаимодействия компонентов системы в ходе создания тренажёра можно изобразить в виде диаграммы последовательности в нотации UML [1], представленной на
65
рис. 2.
Подсистема создания виртуального тренажера выполняет центральную роль, координируя весь процесс построения виртуальной лабораторной работы. Так как главной функцией редактора виртуальных тренажёров является создание экземпляров сущностей, описанных в модели данных, их редактирование и хранение, им должны выполняться следующие задачи:
1. создание и редактирование общей информации о лабораторной работе;
2. создание и редактирование компонентов лабораторной работы;
3. создание и редактирование связей между компонентами;
4. создание и редактирование параметров компонентов.
Рис. 4. Развернутая диаграмма классов системы автоматизации проектирования «Network Lab» в
нотации UML
Главная функция подсистемы воспроизведения виртуальных тренажеров -отображение учебного материала и сбор сведений о процессе выполнения виртуальной лабораторной работы пользователем. Подсистема воспроизведения выполняет следующие функции:
1. загрузка структуры лабораторной работы из файла;
2. чтение ресурсов лабораторной работы (текста и изображений);
3. исполнение сценария лабораторной работы;
4. сбор и сохранение сведений о выполнении лабораторной работы пользователем.
Основу архитектуры системы автоматизации проектирования «Network Lab»
66
составляет класс Step, в котором содержится класс Document, отвечающий за структуру проекта виртуального тренажера. Каждый компонент оборудования тренажера имеет свой класс и присущий ему набор свойств и методов. За ведение истории действий пользователя отвечает класс Log. Также в системе описаны классы Serialize (для сериализации документов) и NetUtilits (для проверки доступности узлов и реализации команды ping) (рис. 3, 4).
Визуальные модели все более широко используются при проектировании систем, сложность, масштабы и функциональность которых постоянно возрастают. Они хорошо приспособлены для решения таких часто возникающих при создании систем задач, как физическое перераспределение вычислений и данных, обеспечение параллелизма вычислений, обеспечение безопасности доступа к ИС, оптимизация балансировки нагрузки ИС, устойчивость к сбоям и т.п.
В зависимости от сложности предметной области, квалификации проектировщика и качества вспомогательных программных средств, процесс проектирования информационных систем на основе UML может значительно ускорить и упростить процесс проектирования. Этап диаграммного моделирования обеспечивает такие преимущества, как обнаружение и исправление логических неточностей на раннем этапе проектирования. Созданные диаграммы в дальнейшем составляют часть документации программного продукта. Визуализированные средства UML модели ИС обеспечивают ясность представления выбранных архитектурных решений и позволяют понять разрабатываемую систему во всей ее полноте.
Литература
1. Фаулер, М. UML. Основы: Краткое руководство по стандартному языку объектного моделирования: пер. с англ. / М. Фаулер. - 3-е изд. - СПб.: Символ-Плюс, 2004. - 192 с.: ил.
2. ГОСТ 34.003-90. Автоматизированные системы. Термины и определения. - Взамен ГОСТ 24.003-84, ГОСТ 22487-77; введ. 1992-01-01. -М.: Изд-во стандартов, 1991.- 21 с.
3. ГОСТ 34.601-90. Автоматизированные системы. Стадии создания. - Введ. 1992-01-01. - М.: Издательство стандартов, 1991. - 8 с.
4. Информационная технология. Комплекс стандартов и руководящих документов на автоматизированные системы: ГОСТ 34.201-89, ГоСт 34.602-89, РД 50-682-89. - Введ. 199001-01. - М.: Издательство стандартов, 1989. - 32 с.
5. Мищук, А, Применение UML в жизненном цикле проектов [Электронный ресурс] / А. Мищук. - 2009. - Режим доступа: http://www.interface.ru/fset.asp?Url=/rational/umlob.htm
УДК 541.662:04.004
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЯДРА ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ ЭКОНОМИЧЕСКОГО ПРОИЗВОДСТВЕННО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО КЛАСТЕРА
УГОЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
Кураков Юрий Иванович, д.т.н., профессор, заведующий кафедрой "Естественнонаучные дисциплины", ШИ (ф) ЮРГПУ (НПИ) им. М.И. Платова, phisvcs@vandex.ru Олейник Павел Петрович, к.т.н, системный архитектор программного обеспечения, ОАО "Астон", доцент кафедры "Естественнонаучные дисциплины", ШИ (ф) ЮРГПУ (НПИ)
им. М.И. Платова, xsl@list.ru
Каждая организация или группа компаний в настоящее время использует единую корпоративную информационную систему для удовлетворения информационных потребностей.
В данной статье рассматривается вопрос проектирования ядра информационной системы, автоматизирующей деятельность группы предприятий угольной промышленности, организованных в экономический кластер с целью повышения общей рентабельности и
67
