Моделирование мультимедийного учебно-методического комплекса по дисциплине «Теория систем и системный анализ»

АКАДЕМИЯ МАРКЕТИНГА И  СОЦИАЛЬНО-ИНФОРМАЦИОННЫХ  
ТЕХНОЛОГИЙ – ИМСИТ (г. Краснодар)

 

Факультет информатики и  вычислительной техники

 

Кафедра компьютерных систем управления и обработки информации

 

 

 

 

 

 

 

 

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине «МОДЕЛИРОВАНИЕ СИСТЕМ»

на тему

«Моделирование  мультимедийного учебно-методического комплекса по дисциплине «Теория систем и системный анализ»»

 

 

 

 

Работа выполнена

студентом 5  курса

группы  08–ПО–01

Пятиным Сергеем Владимировичем

 

 

 

Научный руководитель:

кандидат технических  наук, доцент Н.С. Нестерова

 

Работа защищена с оценкой  ________________

«___» ______________ 20__ г.

 

 

 

 

 

Краснодар

2012

 

АКАДЕМИЯ МАРКЕТИНГА И  СОЦИАЛЬНО-ИНФОРМАЦИОННЫХ  
ТЕХНОЛОГИЙ – ИМСИТ (г. Краснодар)

 

Факультет информатики и  вычислительной техники

 

Кафедра компьютерных систем управления и обработки информации

 

Утверждаю

Зав. кафедрой

____________Н.С. Нестерова

«____»____________20__ г.

 

ЗАДАНИЕ НА КУРСОВУЮ РАБОТУ

по дисциплине  «Моделирование систем»

 

Студенту   5   курса,   группы   08–ПО–01,   факультета ИВТ

специальности 230105.65 – Программное обеспечение вычислительной

техники и автоматизированных систем

Пятину Сергею Владимировичу

 

Тема: Моделирование  мультимедийного учебно-методического комплекса по дисциплине «Теория систем и системный анализ».

 

Содержание задания:

1. Разработать концептуальную модель мультимедийного учебно-методического комплекса по дисциплине «Теория систем и системный анализ».
2. Разработать диаграмму вариантов использования мультимедийного учебно-методического комплекса по дисциплине «Теория систем и системный анализ».
3. Разработать диаграмму классов.
4. Разработать диаграмму состояний.
5. Разработать диаграмму деятельности.

 

 

Дата выдачи задания: «__»________20__ г.

Дата представления  законченной работы: «__»________20__ г.

Дата защиты: «__»________20__ г.

 

Руководитель  работы  к.т.н. ___________________ Н.С. Нестерова

 

Задание получил «__»________20__ г.  Студент _____________________

 

 

 

 

РЕФЕРАТ

 

Пояснительная записка курсовой работы 28 с., 11 рис., 0 табл., 10 источников.

МОДЕЛИРОВАНИЕ, МОДЕЛЬ, СУЩНОСТЬ, ОТНОШЕНИЕ, ДИАГРАММА, УНИФИЦИРОВАННЫЙ ЯЗЫК МОДЕЛИРОВАНИЯ, СРЕДА МОДЕЛИРОВАНИЯ

Важным этапом при разработке программного обеспечения является создание продуманной модели, которая облегчит дальнейшую разработку системы и написание программного кода. В данной курсовой работе будет рассмотрена подробная модель мультимедийного учебника, который поможет преподавателю в организации образовательной деятельности, а также студентам в самостоятельном изучении материала по дисциплине «Теория систем и системный анализ».

 

 

 

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 5

1 Постановка задачи 7

2 Выбор языка программирования 8

3 Выбор среды моделирования 12

4 Основная часть 15

4.1 Концептуальная модель системы 15

4.2 Диаграмма вариантов использования 19

4.3 Диаграмма классов 22

4.4 Диаграмма состояний 23

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 27

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ И ЛИТЕРАТУРЫ 28

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Моделирование — метод  научного исследования явлений, процессов, объектов, устройств или систем (обобщенно  – объектов исследований), основанный на построении и изучении моделей  с целью получения новых знаний, совершенствования характеристик  объектов исследований или управления ими. Оно позволяет «увидеть» проект в процессе разработки и создать предпосылки для анализа поведения системы в зависимости от начальных условий.

Модель — материальный объект или образ (мысленный или  условный: гипотеза, идея, абстракция, изображение, описание, схема, формула, чертеж, план, карта, блок-схема алгоритма, ноты и т.п.), которые упрощенно  отображают самые существенные свойства объекта исследования.

Любая модель всегда проще  реального объекта и отображает лишь часть его самых существенных черт, основных элементов и связей. По этой причине для одного объекта  исследования существует множество  различных моделей. Вид модели зависит  от выбранной цели моделирования.

Поскольку система содержит множество отдельных элементов, соединённых определённым образом, то и модель системы должна воспроизводить все подлежащие исследованию отношения  и связи внутри объекта, касающиеся взаимоотношений всех элементов  или выделяемых групп элементов, рассматриваемых в этом случае как  подсистемы. При изучении сложных явлений, процессов, объектов не удается учесть полную совокупность всех элементов и связей, определяющих их свойства.

Но все элементы и связи  в создаваемой модели и не следует  учитывать. Нужно лишь выделить наиболее характерные, доминирующие составляющие, которые в подавляющей степени  определяют основные свойства объекта  исследования. В результате объект исследования заменяется некоторым  упрощенным подобием, но обладающим характерными, главными свойствами, аналогичными свойствам объекта исследования. Появившийся вследствие проведенной подмены новый объект (или абстракция) принято называть моделью объекта исследования.

Потребность в создании и  использовании моделей связана  с тем, что исследовать многие реальные явления и объекты сложно или дорого, а порой вовсе невозможно. Например, безумно экспериментально изучать, к чему приведет мировая  термоядерная война. Опасны эксперименты с реальными реакторами на атомных  электростанциях. Неразумны опыты  с радиоаппаратурой при предельных значениях напряжения питания и  окружающей температуры. 

1 Постановка задачи

 

В процессе выполнения работы необходимо овладеть теоретическими знаниями об общем виде и характеристиках основных классов моделей систем и приемами имитационного моделирования, а также научиться грамотно оформлять текстовую и техническую документацию. Помимо этого, мы сможем повысить качество своих знаний, научимся работать с научно-методической литературой, приобщимся к изучению новых для нас предметных областей, их глубокой проработке и реализации.

Основная задача курсовой работы состоит в том, чтобы построить подробную модель электронного учебника с мультимедийными приложениями по дисциплине: «Теория систем и системный анализ». Разрабатываемая программа предполагает устранить проблему нехватки современного учебного оборудования, материалов, средств и способствует развитию дистанционного обучения. Электронных учебников существует немало, но, в основном, они представляют однотипный текст, в лучшем случае, текст с небольшим количеством простых картинок.

Эта модель, впоследствии, будет задействована в разработке дипломного проекта. Используя продуманную модель системы, легче построить саму систему и написать  программный код.

 

 

2 Выбор языка моделирования

Языком разработки модели системы был выбран унифицированный  язык моделирования (Unified Modeling Language, UML). UML является стандартным инструментом для создания "чертежей" программного обеспечения. С помощью UML можно визуализировать, специфицировать, конструировать и документировать артефакты программных систем.

UML пригоден для моделирования любых систем: от информационных систем масштаба предприятия до распределенных Web-приложений и даже встроенных систем реального времени. UML не является языком программирования, но на основании UML-моделей возможна генерация кода. Это очень выразительный язык, позволяющий рассмотреть систему со всех точек зрения, имеющих отношение к ее разработке и последующему развертыванию.

Язык состоит из словаря  и правил, позволяющих комбинировать  входящие в него слова и получать осмысленные конструкции. В языке  моделирования словарь и правила  ориентированы на концептуальное и  физическое представление системы.

Словарь языка UML включает три вида строительных блоков:

• сущности;

• отношения;

• диаграммы.

Сущности - это абстракции, являющиеся основными элементами модели. Отношения  связывают различные сущности; диаграммы  группируют представляющие интерес  совокупности сущностей.

Обобщение (Generalization) - это отношение "специализация/обобщение", при котором объект специализированного элемента (потомок) может быть подставлен вместо объекта обобщенного элемента (родителя или предка)

Отношения реализации встречаются  в двух случаях: во-первых, между  интерфейсами и реализующими их классами или компонентами, а во-вторых, между  прецедентами и реализующими их кооперациями. Отношение реализации изображается в виде пунктирной линии с незакрашенной стрелкой, как нечто среднее между отношениями обобщения и зависимости.

Диаграмма в UML - это графическое  представление набора элементов, изображаемое чаще всего в виде связанного графа  с вершинами (сущностями) и ребрами (отношениями). Диаграммы рисуют для  визуализации системы с разных точек  зрения. Диаграмма - в некотором смысле одна из проекций системы. Как правило, за исключением наиболее тривиальных  случаев, диаграммы дают свернутое  представление элементов, из которых  составлена система. Один и тот же элемент может присутствовать во всех диаграммах, или только в нескольких (самый распространенный вариант), или  не присутствовать ни в одной (очень редко).

Таким образом, в UML выделяют девять типов  диаграмм:

• диаграммы классов;

• диаграммы компонентов;

• диаграммы развертывания.

• диаграммы объектов;

• диаграммы деятельности;

• диаграммы состояний;

• диаграммы вариантов использования;

• диаграммы последовательностей;

• диаграммы коопераций;

Диаграмма классов (Static Structure diagram) — статическая структурная диаграмма, описывающая структуру системы, демонстрирующая классы системы, их атрибуты, методы и зависимости между классами.

Диаграмма компонентов (Component diagram) — статическая структурная диаграмма, показывает разбиение программной системы на структурные компоненты и связи (зависимости) между компонентами. В качестве физических компонент могут выступать файлы, библиотеки, модули, исполняемые файлы, пакеты и т. п.

Диаграмма развёртывания (Deployment diagram) — служит для моделирования работающих узлов (аппаратных средств, англ. node) иартефактов, развёрнутых на них. В UML 2 на узлах разворачиваются артефакты (англ. artifact), в то время как в UML 1 на узлах разворачивались компоненты. Между артефактом и логическим элементом (компонентом), который он реализует, устанавливается зависимость манифестации.

Диаграмма объектов (Object diagram) — демонстрирует полный или частичный снимок моделируемой системы в заданный момент времени. На диаграмме объектов отображаются экземпляры классов (объекты) системы с указанием текущих значений их атрибутов и связей между объектами.

Диаграмма деятельности (Activity diagram) — диаграмма, на которой показано разложение некоторой деятельности на её составные части. Под деятельностью (англ. activity) понимается спецификация исполняемого поведения в виде координированного последовательного и параллельного выполнения подчинённых элементов — вложенных видов деятельности и отдельных действий (англ. action), соединённых между собой потоками, которые идут от выходов одного узла к входам другого.

Диаграммы деятельности используются при моделировании бизнес-процессов, технологических процессов, последовательных и параллельных вычислений.

Диаграмма состояний (State Machine diagram) — диаграмма, на которой представлен конечный автомат с простыми состояниями, переходами и композитными состояниями.

Диаграмма вариантов использования (Use case diagram) — диаграмма, на которой отражены отношения, существующие между актёрами и вариантами использования.

Основная задача — представлять собой единое средство, дающее возможность заказчику, конечному пользователю и разработчику совместно обсуждать функциональность и поведение системы.

Диаграмма последовательности (Sequence diagram) — диаграмма, на которой изображено упорядоченное во времени взаимодействие объектов. В частности, на ней изображаются участвующие во взаимодействии объекты и последовательность сообщений, которыми они обмениваются.

Диаграмма кооперации (Collaboration diagram) — диаграмма, которая показывает роли и взаимодействие классов в рамках кооперации. Кооперации удобны при моделировании шаблонов проектирования.

Диаграммы кооперации могут использоваться совместно с диаграммами классов.

 

Преимущества UML:

 

• UML объектно-ориентирован, в результате чего методы описания результатов анализа и проектирования семантически близки к методам программирования на современных объектно-ориентированных языках;
• UML позволяет описать систему практически со всех возможных точек зрения и разные аспекты поведения системы;
• Диаграммы UML сравнительно просты для чтения после достаточно быстрого ознакомления с его синтаксисом;
• UML расширяет и позволяет вводить собственные текстовые и графические стереотипы, что способствует его применению не только в сфере программной инженерии;
• UML получил широкое распространение и динамично развивается.