Методические указания по дипломному проектированию по специальности Автоматизированные системы обработки информации и управления (1027094), страница 8
Текст из файла (страница 8)
РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ВЫБОРУ ТЕМ ДИПЛОМНЫХ ПРОЕКТОВ
Разработка содержания задания на дипломный проект или работу начинается с формулировки ее предварительной темы в период прохождения преддипломной практики. Тему дипломного проекта или работы предлагает ее руководитель — преподаватель кафедры. В течение практики происходит ее уточнение и, возможно, корректировка.
Закрепленные персонально за каждым студентом темы дипломных проектов и работ утверждаются на заседании кафедры.
Студентам предоставляется право выбора темы работы. Студент может предложить для дипломного проекта или работы свою тему с обоснованием целесообразности ее разработки.
Тема дипломного проекта должна быть конкретной, кратко и точно именовать разрабатываемую АСОИУ (ее компоненты или информационно-программные изделия) и отражать для использования в каких задачах и в какой предметной области она предназначена.
Тема дипломного проекта должна быть достаточно широкой, позволяющей студенту показать уровень теоретической подготовки, умение выполнять инженерно-конструкторские работы на всех этапах и стадиях проектирования изделий. Она должна требовать от студента выполнения достаточно серьезных расчетных, конструкторских работ, решения достаточно сложных инженерно-технических вопросов.
Формулировка темы дипломного проекта должна отражать его содержание. Предложенные формулировки не должны начинаться со слов "исследование" или "разработка".
Тематика дипломных проектов может относиться к одному из следующих направлений:
— вычислительные системы обработки информации;
— телекоммуникационные системы и сети;
— системы отображения информации;
— базы и банки данных;
— интеллектуальные системы и технологии;
— функциональные задачи автоматизированных систем;
и др.
Объектами проектирования в дипломном проекте могут быть системы и подсистемы различного назначения и ориентированные на разные классы пользователей. Наиболее часто объект проектирования методически связан с вопросами специальных курсов учебного плана подготовки специалистов на кафедре. В связи с этим рассмотрим особенности проектирования систем в выделенных направлениях.
Вычислительные системы обработки информации.
Цель проекта — проектирование как аппаратного, так и программного воплощения устройств и алгоритмов вычислений и управления вычислительными системами и их комплексами с учетом системного подхода.
Дипломные проекты могут быть двух видов: разработка технического устройства и программного изделия. Содержанием проекта может быть комплексная автоматизация — оснащение средствами вычислительной техники объекта, комплексирование ее.
Системный подход заключается в том, что не только непосредственно проектируется техническое или программное изделие на стадии рабочего проектирования, но и разрабатываются на уровне технического проекта общесистемные вопросы: разработка общей структурной схемы вычислительной системы, в которую входит проектируемое устройство; разработка структурной схемы программного обеспечения, в которое входит разрабатываемое программное изделие как компонент; обоснование технико-экономической эффективности проектируемого изделия с учетом повышения эффективности той части вычислительной системы, в которую это изделие входит как компонент; построение алгоритма работы предлагаемого изделия с учетом не только общего алгоритма функционирования, но и изменений в нем, которые могут возникнуть при внедрении проектируемого изделия; уточнение целей проектирования, заданных в техническом задании на изделие.
Принятые технические решения дипломник должен на стадии рабочего проектирования довести до практически значимого результата, поэтому проект первого вида должен содержать принципиальные схемы и сборочные чертежи изделия в целом. Проект второго вида также заканчивается рабочим проектированием, что требует не только разработки программного изделия, но и отладки его на тестовом примере. Это значит, что в проекте должен содержаться листинг отлаженной программы с результатами его работы на тестовом примере.
Телекоммуникационные системы и сети.
Цель проекта - проектирование сетей и систем сбора и передачи информации в информационно-вычислительных сетях (ИВС) обработки данных.
Основное внимание следует уделить проектированию транспортного уровня, алгоритмам и протоколам, а также методам создания и использования локальных и распределенных сетей (intranet и internet), процедур телеобработки данных.
Весь процесс проектирования ИВС предполагает наличие двух этапов: макропроектирования синтез функциональной и организационной структуры сети; микропроектирования — выбор и расчет компонентов информационно-функциональных подсистем.
На стадии технического задания определяется полная совокупность элементов, с помощью которой описывается проектируемая система, называющаяся исходным базисом проекта Основными исходными данными являются: требования к режиму функционирования, описание входных воздействий, критерии синтеза. Они определяют совокупность итерационных циклов проектирования: выбор топологической и информационной архитектуры ИВС, стратегию синтеза структурных параметров, критериальную комбинаторику. Кроме этого должны быть предусмотрены и вероятностно-временные ограничения: директивное время обработки заявок абонентов, требуемая достоверность обработки информационных потоков, заданная вероятность информационных потерь и ненадежность системы элементов сети.
На стадии технического проектирования осуществляется выбор наилучшего из конечного множества вариантов решений. Поэтому процедуру проектирования лучше строить таким образом, чтобы иметь возможность коррекции и конкретизации параметров на каждом последующем этапе Исходя из того, что оптимизация параметров за счет выделения одной из критериальных функций в ранг целевой не всегда приносит желаемые результаты, необходимо использовать либо процедурную декомпозицию, либо итерационно совершенствовать проектируемую систему, варьируя критериальные ограничения.
Техническое проектирование заключается в предварительном выборе структуры сети, производительности и алгоритмов функционирования ее элементов. Здесь необходимо четко представлять, что базовыми функциональными звеньями ИВС являются подсеть пользователей (абонентские пункты) и транспортная подсеть (сеть передачи данных). Методология анализа и синтеза ИВС предполагает разделение общей задачи проектирования сети на ряд взаимосвязанных частных подзадач, установление последовательности их выполнения с организацией параметрического обмена между ними.
На стадии рабочего проектирования находят технические решениям, реализующие сеть телеобработки данных в соответствии с результатами общесистемного проектирования. На этом этапе разрабатывают модели и алгоритмы, описывающие компоненты построения аппаратного уровня, определяют конкретное построение методов и алгоритмов программного обеспечения. Общие требования к проектированию с позиций решения инженерно-конструкторских задач формулируются следующим образом: необходимо найти вектор управляемых параметров, топологическую структуру и алгоритм функционирования, при которых для заданных характеристик информационного обмена, параметры стоимости и надежности обеспечивают минимально возможное время реакции системы.
При разработке алгоритмов и программ следует учитывать влияние топологических особенностей ИВС на распределение трафика и канальных емкостей и процедуры распределения вычислительных ресурсов пользователей на маршрутизацию и управление информационными потоками.
Системы отображения информации.
Цель проекта — проектирование комплекса технических средств систем отображения информации, их информационного и программного обеспечения, с разработкой баз графических данных и алгоритмизацией процессов децентрализованной обработки информации с использованием мультипроцессорных и конвейерных структур.
Особенности проектирования систем отображения информации обусловлены специфичной ролью данного класса систем. Системы отображения современных автоматизированных систем обеспечивают возможность включения в контур управления человека-оператора. В связи с этим проектирование систем отображения и их компонентов должно проводиться с целью оптимизации взаимодействия "человек-оператор — система отображения" при реализации задач управления.
В качестве исходных данных при проектировании систем отображения информации чаще всего выступают: назначение системы, класс формируемых информационных моделей, условия работы оператора и др. На этой основе осуществляется эргономическое и инженерно-психологическое проектирование системы отображения, позволяющее обоснованно сформулировать требования к точности отображения обстановки, времени формирования изображения, его яркости и контрастности, информационной насыщенности отображаемой модели и к другим эргономическим характеристикам системы.
На стадии технического задания решается задача декомпозиции проектирования компонентов системы отображения с целью формирования технических требований к общей структуре, комплексу технических средств, математическому, программному и информационному обеспечениям.
На стадии технического проектирования анализируются, моделируются и оцениваются различные варианты структур системы, информационной базы, вычислительного процесса с целью выбора наиболее рациональных. Выбранная таким образом структура является основой дальнейшего технического проектирования, а затем и рабочего проектирования.
При проектировании программных средств необходимо иметь в виду, что метод формирования изображений определяет вид получаемых расчетных данных и существенно влияет на структуру алгоритмов обработки информации.
Базы и банки данных.
Цель проекта — создание базы данных или информационного обеспечения АСОИУ.
Основной особенностью дипломного проекта, посвященного базам и банкам данных, является факт наличия конкретной системы управления базами данных или некоторого их множества. При проектировании следует особенно внимательно относиться к специфике конкретных СУБД, так как она определяет и процесс проектирования и его результат. Условно можно выделить два типа задач проектирования: разработка локальной или части интегрированной базы данных, описывающих некоторую предметную область; разработка информационного обеспечения, на основе выбранной СУБД т.е. разработка базы данных является одной из задач проектирования системы.
Основные проблемы проектирования баз данных — определение назначения элементов данных и структуризация. Главными критериями, которым должна удовлетворять спроектированная структура, следует считать: степень обеспечения функциональных требований приложений, высокая производительность системы, целостность и согласованность данных, степень защиты и секретности данных, способность к расширению и возможность обеспечения изменяющихся требований к данным.
База данных должна обеспечивать получение пользователями всех необходимых данных и их эффективную обработку. Плохо спроектированная база данных может затруднить процесс прикладного программирования потребовать реализации более сложной логики в прикладных программах, чем необходимо для обработки данных. Это в свою очередь увеличит время и трудоемкость разработки системы и в процессе эксплуатации приведет к увеличению времени обработки Не должно быть случайных потерь или разрушений данных, повторяющиеся данные должны соответствовать одному уровню обновления, чтобы пользователи получали все необходимые данные. База данных должна быть защищена от несанкционированного доступа
Процесс проектирования включает три самостоятельных этапа. На этапе концептуального проектирования осуществляется сбор, анализ и редактирование требований к данным. В процессе логического проектирования требования к данным преобразуют в структуры (в виде сегментов и иерархий) используемой системы управления базами данных. На этапе физического проектирования решают вопросы, связанные с производительностью системы, определяют структуры хранения данных и методы доступа.
Каждый этап проектирования следует рассматривать как совокупность итеративных процедур, в результате выполнения которых получают соответствующую модель
Интеллектуальные системы и технологии.
Цель проекта — разработка информационно-программных средств и систем поддержки интеллектуальной деятельности человека в АСОИУ.
Основными в рамках данного направления являются задачи разработки: интеллектуальных информационных систем, реализующих функции автоматического индексирования и поиска; автоматизированных обучающих систем; систем поддержки принятия решений; экспертных систем; инструментальных средств разработки баз лингвистических знаний различных систем поддержки общения человека с ЭВМ на ограниченном естественном языке.
Особенностью задачи автоматического индексирования и дипломного проекта по ней является необходимость изучения методов описания лингвистической информации о входном языке. Особое внимание следует уделять ограничениям, накладываемым на язык тех документов, которые система будет индексировать. Большое время затрачивается на анализ предметной области и составление вспомогательных словарей и тезаурусов. Так как в процессе индексирования проводят морфологический, синтаксический и семантический анализ входных документов, при проектировании системы целесообразно найти рациональное сочетание полноты их реализации в соответствующих программах Эффективность и качество проектируемый системы автоматического индексирования в основном определяют по мощности лингвистического процессора, осуществляющего грамматический разбор входных документов, и его производительности. Информационное обеспечение систем автоматического индексирования в дипломном проекте желательно реализовать в виде баз данных под управлением достаточно развитой СУБД.
При проектировании систем информационного поиска известной и хорошо изученной должна быть модель временных затрат на доступ к информации в базах данных. В рамках дипломного проекта реально можно изучить только одну СУБД и конкретную базу данных. Поэтому возможности выбора вариантов реализации систем информационного поиска ограничены:
во-первых, видом базы данных — фактографическая или документальная; во-вторых, средствами доступа к данным, которые предоставлены СУБД; в-третьих, самой структурой базы данных. Ограниченными являются также и параметры информационного языка, используемого для описания поисковых образов. Все это не позволяет достаточно обоснованно выбрать вариант информационно-поисковой системы, а также оценить его эффективность. По этой причине в рамках проекта целесообразно ограничиться расчетом временных характеристик процесса поиска и алгоритмической сложности программных средств, осуществляющих его, что позволит основное внимание уделить практической реализации разрабатываемой системы. Особое значение имеют в настоящее время разработка и использование систем для поиска информации в internet, изучение существующих "машин поиска".
Дипломный проект, посвященный разработке системы поддержки принятия решений, по содержанию отличается от других проектов развитой расчетно-аналитической частью. Основное внимание в проекте следует уделить постановке задачи оптимизации при выборе вариантов проектных решений на основании тщательного изучения предметной области. В зависимости от назначения системы поддержки принятия решений в определенной последовательности должны быть рассмотрены следующие задачи: определение лица, принимающего решения (ЛПР), и ситуации, в которой он находится; определение типа оптимизационной задачи и методов ее решения; задание альтернатив и их описание; выбор критериев для оценки альтернатив; определение системы предпочтений ЛПР; задание ограничений и др. В некоторых случаях целесообразно использовать уже разработанные программные комплексы и пакеты для решения задач оптимизации. Определенную сложность представляет разработка информационного обеспечения таких систем. Для дипломного проекта можно использовать известные СУБД или организовать информационные файлы системы наипростейшим образом, например, использовать последовательные файлы. Особенностью систем поддержки принятия решений является требование "дружественности", которое находит свое выражение в развитой форме диалога системы с пользователем — ЛПР. В связи с этим в проекте необходимо уделить большее внимание разработке сценария и содержания диалоговых процедур
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
