Тема: Разработка предметно-ориентированного языка с использованием DSM-платформы.
Задание выполняется в группе (не более трех студентов) или индивидуально. Каждый студент отчитывается по каждому пункту задания индивидуально. Предметную область для выполнения домашнего задания студент выбирает самостоятельно (по согласованию с преподавателем).
Студентам необходимо разработать визуальный предметно-ориентированный язык моделирования с использованием одной из DSM-платформ: MetaEdit+, MS DSL Tools, Eclipse GMF.
При выполнении задания требуется:
Выполнить этап концептуального анализа исследуемой предметной области, выделить основные понятия и связи между ними.
Разработать DSL, содержащий 10-15 взаимосвязанных конструкций предметной области.
Описать с помощью выбранной DSM-платформы разработанный предметно-ориентированный язык: описать абстрактный и конкретный синтаксис языка, определить инструментарий, используемый для отображения конструкций создаваемого DSL, построить шаблоны для генерации кода визуального редактора.
Используя созданный DSL, описать одну-две модели предметной области.
Подготовить отчёт по выполненному заданию, в который необходимо включить:
Подробное обоснование выбора конструкций языка и связей между ними. Необходимо нарисовать метамодель спроектированного DSL, например, в среде Visio, перечислить конструкции, спроектированного DSL, их атрибуты, связи между конструкциями. Какие из конструкций (объектов) являются абстрактными, какие – конкретными. Подробно и четко обосновать то, почему были выбраны именно эти объекты и типы связей (агрегация, наследование, ассоциация). Не следует в качестве языка выбирать одну из известных на сегодняшний день нотаций, поскольку они ориентированы в большой степени на унификацию и не оперируют терминами предметной области. Однако можно выбрать некоторое подмножество нескольких языков и «ориентировать» их на предметную область.
Описание процесса разработки метамодели. Следует пошагово наглядно (со скриншотами) описать процесс создания DSL с помощью одной из известных студентам DSM-платформ.
Описание процесса разработки модели предметной области. Необходимо пошагово наглядно (со скриншотами) описать процесс создания минимум одной модели.
Предусмотрена процедура защиты для выполненного задания, в ходе которой необходимо объяснить и обосновать представленное решение.
Максимальное количество баллов, которые студент может получить за выполнение задания равно тридцати.
Распределение баллов за выполнение работы представлено в следующей таблице:
Требование к заданию
|
Максимальное количество баллов
|
Предметно-ориентированный язык спроектирован с учётом особенностей предметной области. Построенная метамодель достаточно полно описывает предметную область и все её особенности.
|
6
|
Концептуальная модель предметной области описана с помощью инструментария DSM-платформы без внесения изменений в её логику.
|
3
|
В работе присутствует подробное и чёткое обоснование выбора конструкций DSL и связей между ними.
|
6
|
Отчёт содержит пошаговое наглядное описание процесса создания DSL.
|
3
|
Отчёт содержит пошаговое наглядное описание процесса создания моделей.
|
5
|
В ходе защиты домашнего задания студент демонстрирует знание профессиональной терминологии и теоретического материала дисциплины.
|
3
|
Оформление отчёта и программного проекта удовлетворяет требованиям, предъявляемым к оформлению студенческих работ НИУ ВШЭ.
|
4
|
Итого:
|
30
|
Предлагаемые предметные области для выполнения домашнего задания
по дисциплине «Моделирование процессов и систем» (2 год):
Разработка языка описания приложений для мобильных устройств.
Разработка языка описания приложений для системы «Умный дом».
Разработка языка описания моделей имитационного моделирования.
Разработка языка описания моделей бизнес-процессов (язык на Ваш выбор).
Разработка языка описания моделей для каких-либо цифровых устройств (электронные часы, игровые приставки).
Разработка языка описания шаблонов документов.
Разработка языка описания информационной поддержки автомобильных систем.
Разработка языка описания производственной деятельности.
Разработка языка описания учебной деятельности.
Разработка языка описания Интернет-приложений.
Разработка языка описания административных регламентов государственных и муниципальных услуг (по отраслям).
Приложение 4.
Вопросы для оценки качества освоения дисциплины
Вопросы к зачёту (промежуточному контролю (1 год изучения):
Объект
Система
Принцип эмерджентности
Среда
Вход/выход
Черный ящик
Компонент
Элемент
Подсистема
Надсистема
Состав системы
Структура системы
Существенные/несущественные компоненты и связи
Классификация
Класс
Основание классификации
Порядок научного исследования
Системный подход
Гомеостаз
Эквифинальность
Синергизм
Принцип двойственности
Композиция
Декомпозиция
Классификация систем по происхождению
Целеполагание в искусственных и естественных системах
Функции системы
Системный оператор
Геносистема
Топосистема
Онтогенез
Филогенез
Идеальная система
Классификация систем по интенсивности обмена
Понятие энтропии
Энтропия в замкнутых системах
Системы гомогенные/гетерогенные
Классификация систем по динамичности
Классификация систем по предсказуемости
Лапласианский детерминизм
Классификация систем по параметрам
Классификация систем по способу управления
Виды прямой связи.
Обратная связь
Виды обратной связи
Механизм выработки управляющих воздействий.
Метауправление.
Информация как степень разнообразия системы.
Принцип необходимого разнообразия.
Классификация систем по степени сложности
Сложные системы (как противопоставление большим)
Большие системы (как противопоставление сложным)
Дерево целей.
Закон повышения идеальности
Закон полноты частей системы
Закон сквозного прохода энергии
Закон S-образного развития
Закон неравномерности развития частей системы
Закон согласования-рассогласования
Закон вытеснения человека из ТС
Закон свертывания-развертывания ТС
Закон повышения динамичности
Закон повышения управляемости
Закон перехода на микроуровень и преимущественного использования полей
Закон перехода в надсистему.
Вопросы к экзамену (итоговому контролю (2 год обучения)):
Понятие информационной системы (ИС). Жизненный цикл информационных систем, этапы жизненного цикла, модели жизненного цикла.
Понятие модели, многоуровневые модели ИС и понятие метамодели.
Модели и языки моделирования.
Технологии разработки информационных систем, основанные на использовании моделей.
Понятие и основные положения MDA.
Цикл разработки ИС с использованием MDA.
Платформенно-независимые и платформенно-зависимые модели, понятие трансформации и требования к трансформациям.
Понятие онтологии.
Спектр онтологий и их использование при разработке ИС.
Определение онтологии Томаса Грубера; содержание онтологии: классы, отношения, функции, аксиомы, экземпляры.
Классификация онтологий по цели создания и содержанию.
Языки описания онтологий (OWL, RDF, KIF, CycL и др.): основные возможности, элементы языка, примеры. Инструментальные средства описания онтологий: Protégé, DOE, OntoEdit, OilEd, WebOnto.
Понятие паттерна проектирования, элементы паттернов проектирования.
Назначение паттернов. Классификация паттернов.
Использования паттернов проектирования при разработке ИС.
Структурный подход к моделированию процессов и систем. Базовые принципы структурного подхода к моделированию, его преимущества и недостатки.
Основные типы используемых диаграмм: IDEF0 (SADT), ERD, DFD, краткая характеристика, примеры.
Объектно-ориентированных подход к моделированию процессов и систем.
Диаграмм UML: диаграммы классов, диаграммы вариантов использования, диаграммы взаимодействия, краткая характеристика, преимущества, недостатки, примеры.
Понятие предметно-ориентированных языков (DSL), их классификация, примеры.
Преимущества и недостатки предметно-ориентированного моделирования. Использование DSL при разработке ИС.
Подходы к разработке DSL. Понятие DSM-платформы (языкового инструментария). Требования к инструментальным средствам разработки DSL. Архитектура DSM-платформ.
Инструментальное средство MetaEdit+: основные возможности, преимущества, недостатки. Алгоритм описания DSL и моделей предметной области с помощью MetaEdit+.
Технология Eclipse Graphical Modeling Framework: основные возможности, преимущества, недостатки. Алгоритм описания DSL и моделей предметной области с помощью Eclipse Graphical Modeling Framework.
Языковой инструментарий MS DSL Tools: основные возможности, преимущества, недостатки. Алгоритм описания DSL и моделей предметной области с помощью MS DSL Tools.
Технология Meta Programming System: основные возможности, преимущества, недостатки. Алгоритм описания DSL и модели предметной области с помощью Meta Programming System.
Научно-исследовательские проекты Real-IT, UFO-toolkit: краткая характеристика, области применения.
Сравнение различных инструментальных средств разработки предметно-ориентированных языков моделирования: MetaEdit+, Microsoft Tools for Domain-specific Modeling, Eclipse Graphical Modeling Framework, Meta Programming System.
Понятие абстрактного и конкретного синтаксиса. Понятие графовой грамматики.
Различные формализмы представления графовых грамматик (классические графы, орграфы, мультиграфы, псевдографы, метаграфы, hi-графы, гиперграфы и др.) и их применение в программировании и моделировании. Примеры.
Мультимоделирование при разработке ИС. Проблема преобразования моделей из одной нотации в другую. Понятие трансформации, классификация.
Подходы к трансформации моделей: язык трансформации ATL; подходы, основанные на трансформации графовых грамматик GReAT, Attributed Graph Grammar, VIATRA; подход к трансформации на основе обучающей выборки примеров MTBE.
Понятие бизнес-процесса (БП). ERP-системы. Моделирование БП. Диаграммы потоков данных (DFD) и потоков работ (WFD). Семейство стандартов IDEF. Диаграммы активности языка UML. Нотация eEPC. Стандарт BPMN. Примеры.
Анализ процессов и систем с использованием моделей: понятие сети Петри, формальное определение сети Петри.
Классификация сетей Петри и их назначение.
Свойства сетей Петри и анализ процессов.
Дерево достижимости: понятие и алгоритм построения.
Матричное представление сетей Петри и анализ на основе матричных уравнений.
Понятие метода имитационного моделирования.
Подходы к разработке имитационных моделей и классификация систем имитационного моделирования.
|
