3. Тематика дипломных проектов (работ)

В соответствии с Государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования дипломированного специалиста по информатике и вычислительной технике объектами профессиональной деятельности инженера являются: вычислительные машины, комплексы и сети. Практическая деятельность инженера включает проектирование, производство и эксплуатацию аппаратных, аппаратно-программных и программных средств вычислительной техники, применяемых в различных областях народного хозяйства, связанных с информационными технологиями.

Темой дипломного проекта может являться разработка следующих объектов:

- нового устройства или коренная модернизация существующего конкретного устройства электронной вычислительной техники;

- алгоритмов и программ вычислительных систем и специализированных вычислительных устройств на базе микропроцессорных средств;

- прикладных баз данных и знаний;

- программных, информационных и технических средств САПР;

- сетевых программных и технических средств систем передачи данных;

- специализированных автоматизированных систем на основе информационных технологий для различных областей промышленности и научных исследований.

В частности, темами дипломных проектов по аппаратной части могут быть:

- разработка контроллеров различного назначения на базе микропроцессорной техники;

- разработка специализированных технических средств автоматизации по заданиям промышленных предприятий;

- проектирование лабораторных установок, стендов для исследования и испытаний компонентов и устройств ЭВМ, средств передачи и обработки данных, в том числе и для учебных целей.

Темами дипломных проектов по программному и информационному обеспечению могут быть:

- создание и исследование математических моделей различных объектов, включая демонстрационные и имитационные модели;

- разработка автоматизированных систем и автоматизированных рабочих мест (в части программного обеспечения);

- разработка пакетов прикладных программ (ППП) обработки информации;

- создание “настольных” баз данных и знаний.

Темами дипломных проектов по САПР могут быть:

- моделирование систем и их компонентов различного функционального назначения;

- разработка алгоритмов и прикладных программ на автоматизированное проектирование различных устройств и программного обеспечения;

- автоматизация выпуска конструкторской документации.

Темами дипломных проектов по проектированию автоматизированных систем и систем передачи данных могут быть:

- проектирование автоматизированных систем различного назначения с использованием вычислительной техники;

- проектирование систем передачи данных:

а) на базе локальных и корпоративных вычислительных сетей;

б) на базе каналов связи с распределенной топологией.

Приведенный перечень является ориентировочным и при составлении заданий на дипломное проектирование может дополняться и конкретизироваться руководителем проекта по согласованию с выпускающей кафедрой.

Стили разработки дипломного проекта [2]. Выбор темы по автоматизированным системам (АС) и их проектирование имеют свои особенности. Если темой ДП является разработка сложной (большой) АС, то возможно два направления деятельности:

1) собственно системное проектирование объекта на базе готовых программ и аппаратных комплектов с помощью специальных инструментальных средств разработки;

2) проектирование составляющих АС и самих инструментальны средств, а затем синтез системы.

В первом случае дипломник должен знать основы системотехники, стандарты ISO на информационные технологии, владеть инструментальными средствами разработки приложений (CASE-средства) и обобщать результаты анализа автоматизированных процессов, работая в сотрудничестве со специалистами промышленности.

Второе направление относится к реализации функций АС: методов, моделей, алгоритмов, программ на базе знания системотехники, анализа и синтеза проектных решений, технологии программирования и т.д.

Эти положения справедливы для широкого класса АС: систем обработки данных (СОД), информационно-поисковых систем (ИПС), систем автоматизации проектирования (САПР), автоматизированных систем управления (АСУ) и автоматизированных банков данных (АБД).

В РФ действует государственный стандарт на стадии создания АС (прил. Г, № 41). Существует международный стандарт на стадии жизненного цикла программной продукции (ISO 12207: 1995).

Автоматизированные системы и их компоненты являются сложными и, зачастую, большими объектами. При их проектировании можно использовать один из стилей проектирования:

- нисходящий стиль, при этом четкая реализация стиля приводит к спиральной модели разработки объекта: на каждом витке спирали блоки предыдущего уровня детализируются, используя обратные связи (альтернативной является так называемая каскадная модель, относящаяся к поочередной реализации частей системы);

- восходящий стиль, когда проектируют, начиная с компонентов и кончая системой, добавляя на каждом уровне проектную информацию.

- комбинированный, сочетающий нисходящий и восходящий стили.

В дипломном проекте рекомендуется использовать нисходящий стиль для разработки программных продуктов и восходящий стиль для разработки технических средств.

При нисходящем стиле верхний уровень проектирования АС является концептуальным проектированием и выполняется в процессе предпроектных исследований (сбор информации на предприятии в процессе преддипломной практики, изучение и анализ прототипа, предварительное формулирование ТЗ и т.д.) и эскизной проработки системы [8]. Эти стадии называются формированием требований к системе, разработкой концепции или эскизным проектом и подробно описаны в [3, гл. 6].

При разработке АС заданного в ТЗ типа на основе нисходящего проектирования следует разработать концепцию построения системы, провести разбиение системы на подсистемы и блоки. Затем выполнить детальную техническую разработку 1-2 блоков, включая аппаратные и программные средства.

При восходящем проектировании следует детально разработать заданное устройство, блок, программу, входящие в разрабатываемую АС, а затем дать описание всей АС, ее структуры и привязку проектируемых устройств (блоков) или программ к разрабатываемой системе.

Дипломный проект должен выполняться на основе современных информационных технологий. Объектом разработки информационных технологий являются CASE-системы [2].

Существуют два направления использования CASE-систем. Первое из них  Computer Aided System Engineering – служит для поддержки концептуального проектирования сложных (больших) систем, преимущественно слабоструктурированных. Второе направление – Computer Aided Software Engineering – предназначено для автоматизированного проектирования программного обеспечения (ПО) и включает инструментальные CASE или инструментальные среды разработки ПО.

Описание (моделирование) объектов выполняется на основе STEP-технологии. STEP (Standard for Exchange of Product data)  это совокупность стандартов под номером ISO 10303. Они определяют средства описания (моделирования) промышленных изделий на всех стадиях жизненного цикла. Стандарты STEP положены в основу CALS-технологий.

CALS (Computer Aided Logistics Systems) – это технология сквозной комплексной компьютеризации сфер промышленного производства с целью унификации и стандартизации продукции на всех этапах ее жизненного цикла [2].