Уфимский университет науки и технологий

Кафедра ТК

Отчет по практической работе №1

«Нормативное обеспечение специфицирования требований к аппаратно-

программным комплексам»

по дисциплине: «Управление программными проектами»

Выполнил:

Студент группы ИВТ-427б

Проверил:

Гвоздев В.Е.

Уфа 2024

Содержание

1. Введение 5

1.1 Назначение 5

1.2 Область применения 5

1.3 Определения и сокращения 5

1.4 Ссылки 6

1.5 Сведения о структуре спецификации. 6

2. Общие сведения 6

2.2 Функциональность программной системы 8

- 2.2.1 Расчет запаса структурной надежности 8

- 2.2.2 Имитация отказов 8

- 2.2.3 Визуализация сети 9

- 2.2.4 Генерация отчетов 9

2.3 Характеристики пользователей 9

2.4 Ограничения 9

2.5 Предположения и влияния 10

2.6 Разделение требований 10

3. Специальные требования 11

3.1 Требования к внешним интерфейсам 11

3.2. Реализуемые программной системой функции. 14

3.3. Требования к производительности. 14

3.4. Требования к логическим моделям данных. 14

3.5. Проектные ограничения. 14

3.6. Атрибуты программной системы. 14

3.7. Требования к организации специальных требований. 4. Атрибуты системы 14

3.8 Требования-возможности 14

3.9 Требования-ограничения 14

Программа: "Анализ запаса структурной надежности сетевых структур"

1. Введение

1.1 Назначение

Целью данного ПО является оценка общей устойчивости сети к отказам и поддержание её связности на основе анализа запаса структурной надежности. Программное обеспечение позволит пользователю определять долю рёбер, которые можно удалить, сохраняя целостность сети. Оно будет полезно инженерам, исследователям и аналитикам, занимающимся проектированием и анализом устойчивости сетевых структур.

1.2 Область применения

Программное обеспечение будет применяться для:

• Анализа сетей телекоммуникационной инфраструктуры, таких как сети передачи данных и телефонной связи.

• Оценки устойчивости сетей критической инфраструктуры, таких как энергоснабжение, водоснабжение, транспортные системы.

• Оценки структурной надежности промышленных сетей, поддерживающих автоматизацию и контроль на производственных объектах.

Программное обеспечение будет полезно для инженеров, аналитиков и специалистов по безопасности для проведения анализа и оценки рисков отказов в сетях

1.3 Определения и сокращения

Запас структурной надежности — доля рёбер, которые можно удалить из графа без потери его связности.

Сеть — графовая структура, представленная узлами и рёбрами (связями между узлами).

Граф сети — математическая модель сети, состоящая из узлов (объектов) и связей между ними (ребер).

1.4 Ссылки

1.5 Сведения о структуре спецификации.

2. Общие сведения

2.1 Ожидаемые результаты

2.1.1 Режимы работы

Программа будет работать в двух режимах:

1. Интерактивный режим

- Пользователь может загружать сетевые данные, проводить анализ, настраивать визуализацию и генерировать отчёты в реальном времени.

- В интерактивном режиме ПО должно завершать анализ структурной надежности сети размером до 1000 узлов за 2 минуты, обеспечивая при этом высокую точность расчетов и визуализации.

2. Автоматический режим

- В этом режиме ПО может быть запущено для проведения анализа и генерации отчетов без непосредственного участия пользователя.

- Программа сможет автоматически сохранять результаты анализа в заранее определенном формате (PDF или Excel), и при необходимости отправлять их на указанный адрес электронной почты или директорию.

2.1.2 Интерфейсы пользователей:

- Программа должна включать интуитивный графический интерфейс с возможностью интерактивной работы с графом, где выделены критические рёбра. Интерфейс должен включать окна для ввода данных, отображения графа, панели инструментов для управления симуляцией отказов, а также кнопки для генерации отчётов.

- Пользовательские интерфейсы должны позволять пользователям выбирать различные сценарии анализа (например, моделирование отказов узлов или рёбер) и получать рекомендации по укреплению сети на основе результатов анализа.

- Сообщения об ошибках и предупреждения должны быть понятны пользователю и сопровождаться предложениями по устранению ошибки.

2.1.3 Интерфейсы с аппаратными компонентами

- Данное ПО не предполагает специфического взаимодействия с аппаратными компонентами, помимо стандартных вычислительных ресурсов. Однако, при использовании на сетевых серверах или в специализированных центрах анализа данных, ПО должно поддерживать необходимые системные настройки для стабильной работы на оборудовании с большой пропускной способностью.

2.1.4 Интерфейсы с внешними программами

- ПО не требует интеграции с внешними системами. Однако для удобства обработки и представления данных поддерживаются форматы для импорта/экспорта сетевых топологий и отчетов (например, поддержка форматов CSV для данных о структуре сети и PDF/Excel для отчетов).

2.1.5 Коммуникационные интерфейсы (протоколы)

- Поскольку ПО работает в изолированном режиме, специфические протоколы обмена данными в данной версии не требуются. При этом, если продукт интегрируется в надсистему, потребуется поддержка стандартных протоколов обмена, например, REST API для обмена данными с другими приложениями анализа сетей.

2.1.6 Память

Программа должна работать на системах с доступной оперативной памятью не менее 8 ГБ, чтобы обеспечивать эффективную работу с графами до 5000 узлов и 10,000 рёбер. В случае превышения этих ограничений пользователь получит предупреждение об оптимальном размере сети для анализа.

2.1.7 Операции

Операции, связанные с расчетом структурной надежности

- Расчет запаса структурной надежности сети при различных конфигурациях (разные доли рёбер, удаляемые без потери связности).

Операции в интерактивном и автоматическом режимах

- Проведение расчетов и имитация отказов в реальном времени в интерактивном режиме.

- Генерация отчётов и экспорт данных в автоматическом режиме.

2.1.8 Адаптация программного продукта к вычислительной установке

Программа должна поддерживать работу на современных операционных системах, таких как Windows, macOS и Linux. Для работы требуется установленный Python и основные библиотеки для анализа графов и визуализации данных (например, NetworkX и Matplotlib).

2.2 Функциональность программной системы

- 2.2.1 Расчет запаса структурной надежности

ПО должно вычислять запас структурной надежности, который определяется как доля рёбер, которые можно удалить из сети, не нарушая её связность.

- 2.2.2 Имитация отказов

- ПО должно позволять пользователю проводить симуляцию отказов узлов или рёбер и оценивать, как они влияют на запас структурной надежности.

- Программа должна учитывать, как удаление рёбер/узлов изменяет связность сети, и давать соответствующие рекомендации по укреплению сети.

- 2.2.3 Визуализация сети

- ПО должно предоставлять интерактивную визуализацию структуры сети, где узлы и связи отображены на графе, при этом рёбра, важные для связности, выделены визуально (например, цветом).

- Визуализация должна показывать, какие рёбра критичны для сохранения связности.

- 2.2.4 Генерация отчетов

- Программа должна формировать отчет, включающий визуализацию графа, результат расчета запаса структурной надежности и рекомендации по укреплению сети.

- Отчет должен поддерживать экспорт в PDF и Excel для удобства дальнейшего анализа.

2.3 Характеристики пользователей

Программное обеспечение предназначено для инженеров, аналитиков, исследователей и специалистов по безопасности, работающих в областях, связанных с проектированием и анализом устойчивости сетевых структур.

• Образовательный уровень: высшее техническое образование (бакалавр, магистр) в области инженерии, информатики, телекоммуникаций или прикладной математики.

• Опыт работы: от 1 года и более в области анализа сетевой надежности, безопасности и проектирования устойчивых сетевых систем, с базовыми знаниями теории графов и сетевых топологий.

Пользователи должны иметь опыт работы с анализом графов и понимание принципов сетевой связности. Специфические знания в программировании не требуются.