Курсова КП АСУТП

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

ЧЕРКАСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ТЕХНОЛОГІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

до виконання курсового проекту

з дисципліни

"Програмне забезпечення АСУТП"

для студентів спеціальності 7.080403 "Програмне забезпечення автоматизованих систем",

всіх форм навчання

Затверджено на засіданні кафедри

Черкаси ЧДТУ 2008

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ ЧЕРКАСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ТЕХНОЛОГІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

Затверджено на засіданні кафедри програмного

забезпечення автоматизованих систем Протокол № від вересня 2004 р.

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

до виконання курсового проекту з дисципліни

"Програмне забезпечення АСУТП"

для студентів спеціальності 7.080403 "Програмне забезпечення автоматизованих систем"

всіх форм навчання

Весь фактичний матеріал та бібліографічні відомості перевірено. Зауваження рецензента враховано.

Черкаси ЧДТУ 2008

2

І'

з

ЗМІСТ

З

автоматизованих систем управління технологічними процесами» (ПЗ АСУ ТП) передбачено виконання курсового проекту.

Курсовий проект виконується:

•студентами 5-го курсу спеціальності 7.080403 "Програмне забезпечення автоматизованих систем" — у дев'ятому семестрі;

•студентами 6-го курсу спеціальності 7.080403 "Програмне забезпечення автоматизованих систем" - у одинадцятому семестрі.

Студенти повинні показати набуті знання сучасних систем програмування та інформаційних систем, вміння використовувати сучасні пакети розробки ПЗ АСУТП при створенні моделі автоматизованої системи управління технологічним процесом.

При виконанні курсового проекту потрібно застосовувати чинні державні стандарти з технології розробки АСУТП, програмування та оформлення текстових та програмних документів.

2 Мета та завдання курсового проекту

Курсовий проект - заключний етап навчання студентів з дисципліни ПЗ АСУТП.

Мета виконання курсового проекту - закріплення теоретичних навичок та застосування практичних навичок проектування та створення автоматизованих систем управління технологічним процесом; придбання і розвиток творчих навичок при розробці програмного забезпечення АСУТП та самостійної роботи з джерелами технічної інформації; підготовку до дипломного проектування.

Завдання курсового проекту — навчити студентів під час виконання курсового проекту:

•розробляти технічне завдання на розробку АСУТП та обґрунтовувати його в порівнянні з існуючими аналогами;

•розробляти інтерфейс системи;

•виконувати візуалізацію основних контролюючих параметрів системи;

•зображати блок-схеми алгоритмів рішення задач;

•оформляти технічну та програмну документацію відповідно до вимог чинних стандартів.

Результатом виконання курсового проекту повинен бути програмний продукт у вигляді моделі АСУТП, розроблений згідно з усіма вимогами до інтерфейсу. Розроблена модель АСУТП повинна забезпечувати контроль за протіканням технологічного процесу, опрацьовувати критичні та аварійні ситуації роботи системи, організувати обробку первинної інформації та. її

4

5

візуалізацію, а також створення та друк по результатах роботи вихідних документів як текстових, та і у форматі Word.

Курсове проектування з ПЗ АСУ ТП має такі цілі:

•розвиток у студентів ініціативи та творчих здібностей, поглиблення та закріплення теоретичних знань;

•набуття практичних навичок використання сучасних технологічних засобів та методів розробки програм;

•розвиток вміння працювати в колективі розробників програмних

продуктів;

•набуття навичок управління якістю програмного продукту;

•навичок розробки інструкції* користувачеві;

•закріплення вміння користуватися довідковою літературою, правильно оформляти програмну документацію.

Зметою наближення процесу проектування програмного продукту до реальних виробничих умов його організація здійснюється в умовах застосування ігрових методів навчання.

З Тематика курсових проектів

Тематика курсових проектів відповідає програмі курсу " ПЗ АСУТП". Тематика курсових проектів формується, виходячи з потреб галузей народного господарства по впровадженню автоматизованих систем управління технологічними процесами і тісно пов'язується з спрямованістю цільової підготовки студентів

Тематика курсових проектів складена таким чином, щоб студент брав участь у створенні програмного продукту, який за своїм обсягом і змістом відповідає реальним програмним розробкам.

Щорічно перелік тем курсових проектів оновлюється. Тематика курсових робіт не обмежується будь-якими рамками. Орієнтований перелік тем курсових проектів подано в додатку 1.

Тема курсового проекту обговорюється викладачем зі студентом та затверджується. Студент має право запропонувати власну тему для розробки

автоматизованої системи. Для покращення розробки проекту в методичних вказівках наведений, як приклад, орієнтований перелік розділів курсового проекту. Студент повинен самостійно проаналізувати, які вхідні дані повинні контролюватися і які функції будуть реалізовані в проекті з заданої предметної області, а також спроектувати інтерфейс системи з контролюючими параметрами та їх візуалізацію, зразки звітів, журналів і інших вихідних документів.

За узгодженням з керівником курсовийпроект роботи можна змінити форму звіту і/або вибрати інший документ, для якого проектується екранна форма.

5

7

На стадії технічного проектування розробляється алгоритм задачі, визначаються форми представлення вхідних і вихідних даних, визначається конфігурація технічних засобів. При цьому програмний продукт ділиться на невеликі складові з таким розрахунком, щоб реалізація кожного з них не становила значної складності під час проектування і на наступних етапах.

На стадії робочого проекту рішення, прийняті на попередніх етапах, перетворюються у форму, доступну ЕОМ, тобто складаються програми, здатні розв'язати задачу.

В межах сучасної технології докладна розробка алгоритму кожної частини програмного проекту повинна бути повністю закінчена до початку його реалізації на мові програмування. На етапі ж розробки його програмного тексту вся увага виконавця зосереджується на методиці кодування:

•забезпечення синтаксичних вимог обраної мови програмування;

•використання можливостей мови для забезпечення незалежності програм;

•забезпечення зрозумілості програмного тексту (наочність, легкість читання операторів, повнота та чіткість коментарів);

•виконання прийнятих стандартів при використанні мовних засобів. Виконання цих вимог полегшує перевірку програмного тексту та його

зміну як під час розробки, так і під час супроводу.

Стадія впровадження включає підготовку і передачу програми і програмної документації для супроводу.

З метою підвищення якості проекту, що розробляється, та перевірки виконання усіх функцій програмного проекту керівником курсового проекту здійснюється контрольний перегляд.

Мета контрольного перегляду - допомога розробнику у якнайшвидшому виявленні помилок в його роботі.

Предметом контрольного перегляду залежно від етапу виконання проектування є технічне завдання, функціональні специфікації, алгоритми, зовнішні специфікації та тексти програм.

Процес контрольного перегляду дає такі позитивні наслідки:

•забезпечення завершення етапу роботи згідно графіка виконання робіт;

•під час перегляду матеріалу легше знайти помилку.

Урезультаті проведення контролю можуть бути прийняті такі рекомендації:

•етап закінчено без зауважень;

•етап закінчено із зауваженнями, виконання яких може бути здійснено оперативно;

•дозволяється перехід до наступного етапу розробки;

•необхідні доопрацювання в межах даного етапу.

4.2. Графік виконання робіт

7

•склад вхідних та вихідних даних (форм, документів);

•вибір методів розв'язання задачі.

•уточнення структури та визначення способузаписка організації вихідних та вхідних даних;

•розробка алгоритму;

•узгодження та затвердження ТП.

•оформлення експлуатаційних документів. Захист проекту:

•тестування програмного комплексу членамиПротокол

5 Зміст курсового проекту та його обсяг

Курсовий проект складається з текстової частини обсягом 30-40 аркушів друкованого тексту, додатків та графічної частини формату А4.

Графічна частина виконується на окремих аркушах і складається з структурних схем, блок-схем, таблиць.

Пропонується така структура текстової частини:

•Технічне завдання;

•Пояснювальна записка;

•Текст програми;

•Опис програми;

•Опис застосування.

•Література.

•Додатки.

5.1 Зміст документа „ Технічне завдання"

Технічне завдання є специфікацією вимог до програмного виробу і містить такі підрозділи:

8

його застосування та об'єкта, в якому передбачається його використання.

2)У підрозділі „Призначення розробки" повинно бути викладено експлуатаційне та функціональне призначення програмного виробу.

Експлуатаційне призначення - це мета використання майбутнього програмного виробу. Функціональне призначення - це засоби досягнення поставленої мети.

3)Підрозділ ,вимоги до програмного забезпечення" містить перелік основних вимог, реалізація яких дасть змогу розв'язати поставлену задачу. Вимоги мають бути викладені повно, чітко, в термінах, зрозумілих проектувальнику. Не дозволяється використання формулювань, що мають неоднозначний зміст. У разі необхідності в текстову частину можуть бути включені приклади та схеми.

4) У підрозділі „Вимоги до програмної документації'" (можна вилучити у курсовій роботі) вказується попередній склад документації за Держстандартом та спеціальні вимоги до неї. Склад програмних документів визначається залежно від складності, призначення програмного виробу та складу персоналу, що обслуговує програмний виріб.

5)Підрозділ „Техніко-економічні показники" містить обсяг ресурсів, виділених на розробку (трудові - у людино-місяцях, машинні - у годинах машинного часу).

6)Підрозділ «Порядок контролю та прийому» вміщує опис умов, за яких буде перевірятися працездатність програми: обсяг контрольного прикладу, набір тестів (основний, аварійний, межових значень, вироджений).

5.2.Зміст документа „Пояснювальна записка"

Пояснювальна записка відображає зміст робіт, які виконуються на етапі зовнішнього та технічного проектування, і містить такі підрозділи:

1) У підрозділі постановка задачі на розробку програмного забезпечення" дається загальний опис задачі, визначається клас задачі та специфічні особливості реалізації цього класу на ЕОМ; наводиться опис застосованих математичних методів і, в разі необхідності, опис припущень та обмежень, пов'язаних з обраним математичним апаратом. Під час опису наводять математичну модель чи математичні формули розрахунків показників, які формуються в процесі розв'язання задачі.

даних, описаних у „Технічному завданні", а також описуються раніше не розглянуті вхідні та вихідні дані. Наводиться ієрархічна структура вхідних та вихідних даних.

3) У підрозділі „Опис алгоритму функціонування програмного забезпечення" розглядається ієрархічна схема зовнішніх функцій програмного продукту в графічному або табличному вигляді та наводяться функціональні специфікації. Опис логіки розв'язання задачі дасться за

9

допомогою блок-схем, а взаємозв'язок між модулями програми зображається у вигляді структурної моделі.

Функціональні специфікації повинні проектуватися й описуватися за рівнями (зверху-вниз). На верхньому рівні виділяються групи функцій, на наступних рівнях вони деталізуються. Верхній рівень специфікації програми подається у вигляді ієрархічної схеми зовнішніх функцій програмного продукту.

Функціональні специфікації описують кожне можливе введення даних у програму, в тому числі і непередбачених, та реакцію програми на нього. До «даних» належать директиви, які вводяться користувачем; оперативні дані, які вводяться з клавіатури; дані, які зберігаються у базі даних.

На нижньому рівні, рівні функцій користувача, необхідно вказати такі види інформації: опис вводу, опис виводу, перетворення.

Зовнішні специфікації кожного модуля програми описують зовнішні характеристики модуля і містять необхідні дані для модулів, що викликають цей модуль. Зміст зовнішніх специфікацій є основою побудови паспорта (початкового блоку коментарів) відповідного модуля. Зовнішні специфікації модулів не відображають логіку побудови модулів й не містять відомості про модулі, що їх викликають.

Зовнішня специфікація складається для кожного модуля (процедурного блока) та містить такі види інформації:

1.Ім'я модуля (процедурного блока).

2.Функція, реалізована модулем.

3.Чіткий опис усіх вхідних даних.

4.Чіткий опис усіх вихідних даних.

5.Перелік програм, що викликаються в модулі.

6.Обмеження. Перелік умов чи реалізованих методів, що обмежують застосування модуля.

5.3Зміст документа „Текст програми"

Удокументі «Текст програми» відокремлюється інформаційна частина та подаються тексти програмних модулів програми.

Вимоги до тексту програми:

•Кожний програмний модуль або процедурний блок повинен мати початковий блок коментарів, який містить призначення функції, перелік підпрограм, що їх викликають, склад вхідних та вихідних даних (параметри, файли БД, повідомлення, потрібну точність, обмеження та умови використання), метод розв'язання, потрібні підпрограми, дату введення в дію;

•функціональні коментарі повинні бути стислими, чіткими, такими, що виключають можливість неоднозначного тлумачення;

•повинна дотримуватися мнемоніка (смислове навантаження) імен змінних; для локальних змінних необхідно вказати їх призначення, для глобальних - підпрограму, де вони визначені;

•у структурі тексту програмного модуля повинно відображатися вкладення дій, що виконуються;

ю

11

• кожний модуль повинен мати одну точку входу та одну точку виходу.

5.4 Зміст документа „Опис програми"

Документ „Опис програми" призначений для забезпечення функціонування програми і містить підрозділи:

1)У підрозділі „Загальні відомості" зазначаються позначення (стисла назва проекту) та найменування програмного проекту; програмне забезпечення, необхідне для функціонування проекту (операційна система тощо), мова(и) програмування, якою (якими) написаний програмний проект; технологічний тип представлення програми (початковий, об'єктний, завантажувальний).

2)У підрозділі „Функціональне призначення" в стислій формі відображаються цілі та основні задачі, для розв'язання яких призначений програмний проект; сфера застосування; застосовані методи: клас задач, що розв'язуються; функціональні обмеження на його застосування.

3)У підрозділі „Опис логічної структури" наводиться алгоритм розв'язання задачі; опис методів, що використовуються; структура всього проекту в цілому та характеристика кожної програми, яка входить до нього.

4)У підрозділі „Технічні засоби" визначається мінімальна конфігурація комплексу технічних засобів, в разі необхідності - потрібні додаткові пристрої, технічні характеристики принтера; вказуються можливі конфігурації технічних засобів, які потрібні для роботи програмного проекту

врізних умовах застосування.

5)У підрозділі „Виклик та завантаження" визначається спосіб звертання до програмного проекту. У разі необхідності описуються файли настроювання, створені для забезпечення функціонування програми. Допускається наведення відомостей про використання оперативної пам'яті та розмірів завантажувальних модулів у кілобайтах.

6)У підрозділі Східні та вихідні данГ опис виконується по кожній таблиці бази даних із вказівкою змісту відомостей, які в ній зберігаються. Якщо для роботи системи треба виконати попередню автономну підготовку вхідних даних, то її необхідно описати. Під час опису вихідних документів зазначаються: термін видання та користувач інформації; дії, пов'язані з перевіркою правильності одержаних результатів. Зразки документів належить наводити у додатку проекту.

5.5Зміст документа „Опис застосування"

Документ „Опис застосування" призначений для забезпечення використання програми і містить підрозділи:

1) У підрозділі „Призначення програми" наводиться стислий опис призначення програми та функцій, які вона виконує; опис основних характеристик і особливостей системи (режим і час роботи, потрібний обсяг пам'яті); обмеження на галузь застосування.

2) У підрозділі „Умови застосування" вказуються умови, необхідні для роботи програмного проекту:

11