Требования к результатам освоения содержания дисциплины. Рабочая программа дисциплины (модуля)

Рабочая программа дисциплины (модуля)

Научно-производственная практика

Направление подготовки

010300.68 Фундаментальная информатика и информационные технологии

Профильная направленность

01 Компьютерные науки

Квалификация (степень) выпускника

Магистр

Форма обучения

очная

Ярославль 2010

Цели освоения дисциплины

Дисциплина «Научно-производственная практика» обеспечивает приобретение знаний и умений, относящиеся к теории моделирования и анализа workflow-процессов (процессов управления потоками работ и ресурсов), в соответствии с ФГОС ВПО, содействует формированию мировоззрения и развитию способности понимать и применять их в исследовательской и прикладной деятельности.

Целью научно-производственной практики является научно-практическая работа совместно с разработчиками-профессионалами, направленная на разработку прикладных систем управления workflow-процессами.

Место дисциплины в структуре ООП

Научно производственная практика принадлежит к разделу «Практика и научно-исследовательская работа». Научно-производственная практика является неотъемлемой частью в системе обучения на факультете ИВТ. Она основывается на знаниях, полученных студентами при изучении общепрофессиональных и специальных дисциплин.

Требования к результатам освоения содержания дисциплины

Процесс прохождения практики направлен на формирование элементов следующих компетенций в соответствии с ФГОС ВПО по данному направлению:

а) общекультурных (ОК):

ОК-3 – способность к самостоятельному обучению новым методам исследования, к изменению научного и научно-производственного профиля своей профессиональной деятельности;

ОК-6 – способность проявлять инициативу, в том числе в ситуациях риска, брать на себя всю полноту ответственности.

б) профессиональных (ПК):

ПК-2 – способность профессионально решать задачи производственной и технологической деятельности с учетом современных достижений науки и техники, включая: разработку алгоритмических и программных решений в области системного и прикладного программирования; разработку математических, информационных и имитационных моделей по тематике выполняемых исследований; создание информационных ресурсов глобальных сетей, образовательного контента, прикладных баз данных; разработку тестов и средств тестирования систем и средств на соответствие стандартам и исходным требованиям; разработку эргономичных человеко-машинных интерфейсов;

ПК-3 – способность разрабатывать и реализовывать процессы жизненного цикла информационных систем, программного обеспечения, сервисов систем информационных технологий, а также методы и механизмы оценки и анализа функционирования средств и систем информационных технологий; способность разработки проектной и программной документации, удовлетворяющей нормативным требованиям;

ПК-6 – способность самостоятельно приобретать с помощью информационных технологий и использовать в практической деятельности новые знания и умения, в том числе в новых областях знаний, непосредственно не связанных со сферой деятельности, расширять и углублять своё научное мировоззрение;

ПК-7 – способность углубленного анализа проблем, постановки и обоснования задач научной и проектно-технологической деятельности;

ПК-8 – способность разрабатывать концептуальные и теоретические модели решаемых научных проблем и задач проектной и производственно-технологической деятельности;

ПК-11 – способность разрабатывать процедуры и процессы управления качеством производственной деятельности, связанной с созданием и использованием систем информационных технологий;

ПК-14 – способность разрабатывать корпоративную техническую политику развития корпоративной инфраструктуры информационных технологий на принципах открытых систем.

В процессе научно-производственной практики магистранты должны

Знать: содержание базовых определений, понятии, подходов и методов теории управления потоками работ, workflow-процессами и информационными ресурсами.

Уметь: строить и анализировать workflow-процессы в реальных прикладных областях.

Владеть: средствами разработки программных средств управления workflow-процессами, средствами и методами анализа workflow-процессов.

Структура и содержание научно-производственной практики

Общая трудоемкость дисциплины составляет 6 зачетных единиц, 560 часов.

Высшее учебное заведение, реализующее основную образовательную программу подготовки магистров по данному направлению, должно обеспечить прохождение обучаемыми практик с целью ознакомления и изучения опыта создания и применения конкретных информационных технологий и систем информационного обеспечения для решения реальных задач организационной, управленческой или научной деятельности в условиях конкретных производств, организаций или фирм; приобретение навыков практического решения информационных задач на конкретном рабочем месте в качестве исполнителя или стажера; сбор конкретного материала для выполнения магистерской диссертации в процессе дальнейшего обучения в Вузе.

В период научно-производственной практики магистранты наряду с возможностью сбора материалов для магистерской диссертации должны по возможности участвовать в решении текущих производственных задач. Они могут занимать рабочие места разработчиков, проектировщиков, программистов задач различных информационных систем.

Основной круг изучаемых магистрантами вопросов:

- ознакомление с основными принципами и методами управления, существующими на предприятии, предложения по их совершенствованию;

- ознакомление со структурой и функциональными возможностями информационных систем;

- изучение существующей на предприятии технологии сбора, передачи и обработки научно-технической и производственной информации;

- изучение перспективных разработок, направленных на совершенствование информационных систем;

- изучение передовых методов проектирования подсистем информационных систем;

- ознакомление с техническими характеристиками и функциональными возможностями новой техники в информационной системе;

- патентная проработка разрабатываемых систем и программного обеспечения;

- изучение методов расчета экономической эффективности информационной системы.

Помимо сбора материалов по перечисленным вопросам в отделах и службах предприятия, магистрантам необходимо изучить некоторую специальную литературу.

Содержание научно-производственной практики включает разработку методов моделирования, качественного и количественного анализа workflow-процессов (процессов управления потоками работ), методов управления информационными ресурсами, разработку программных средств управления workflow-процессами.

Одной из наиболее популярных и относительно новых концепций управления другими информационными ресурсами и процессами является управление workflow-процессами (процессами управления потоками работ, например на предприятии). Обязательным этапом при использовании этой концепции является построение модели процессов. Для этого используются различные формализмы, в частности, разные классы сетей Петри. Они хорошо себя зарекомендовали в качестве средства моделирования в этой области и имеют ряд преимуществ по сравнению с другими формализмами. Множество специальных классов сетей Петри было предложено для моделирования workflow-процессов. Наиболее известным классом являются WF-сети. Подобные модели отражают частичное упорядочивание задач в процессе безотносительно ресурсов, т.е. машин, станков, рабочих и т.д., которые выполняют эти задачи, а также каких-либо количественных характеристик выполнения процесса.

Предлагаемые методы качественного и количественного анализа.

Анализ эффективности работы workflow-систем осуществляется на базе временных раскрашенных сетей Петри и основывается на имитационном моделировании. Этот подход включает в себя исследование выходных данных статистическими методами, изучение больших объемов данных, соответствующую визуализацию выходных данных, верификацию данных, накопленных в результате экспериментов. Процесс моделирования, а затем и анализ полученных данных осуществляются с привлечением соответствующих стохастических и статистических методов. Накапливаемые анализируемые выходные данные извлекаются из разметок сети Петри, которые задаются при помощи различных типов фишек-мультимножеств (включающих время), и исходя из срабатываний переходов сети.

Временные сети Петри позволяют отслеживать, сколько времени требуется на выполнение определенных моделируемых действий, а также оценивать длину временного промежутка между двумя действиями. Для наиболее реалистичного моделирования workflow-сети при работе с временными задержками целесообразно применять различные классические или экспериментальные функции случайного распределения (распределения случайной величины). Например, временные промежутки между приходом клиентов или поступлениями заявок на обслуживания естественно генерировать (моделировать) с помощью функции экспоненциального распределения.

Раскрашенные сети Петри и анализ рабочей загрузки workflow-сетей. При анализе эффективности систем одним из важных моментов является умение различать объекты разного типа, задействованные в работе workflow-сети, например, заявки, клиенты, обслуживающий персонал, оборудование и т.д. В раскрашенных сетях Петри этот вопрос решается с помощью фишек различного цвета. При этом нагрузку сети объектами можно реализовывать двумя способами. Первый способ – это фиксированная статическая нагрузка, при которой все объекты, которые предполагается задействовать в работе сети, заранее в определенном количестве устанавливаются в начальной разметке (начальных позициях) сети Петри. Второй способ – динамическая нагрузка сети объектами с применением функций случайного распределения.

Статистические подходы к анализу эффективности workflow-систем применяются главным образом к завершающимся системам. Завершающиеся системы характеризуются (наряду с описанием начальных разметок) наличием условий, при которых работа workflow-систем заканчивается, а точнее заканчивается её имитация. Ярким примеров завершающейся системы является workflow-система, описывающая рабочий день организации, который начинается в 8 утра и заканчивается в 6 вечера. Целью имитационного моделирования завершающихся систем является понимание их поведения на протяжении определенного периода времени. Процесс моделирования поведения системы может быть ограничен и по числу обрабатываемых ресурсов, например рабочий день организации можно завершать не по наступлению 6 часов вечера, а после обработки определенного количества заявок или обслуживания заданного количества клиентов. Завершающие системы порождают конечное пространство конфигураций моделируемой worflow-системы.

Наличие конечного пространства конфигураций workflow-систем является также и обязательным требованием при проведении верификации методом Model Checking. При этом методе свойства workflow-систем специфицируются на языке темпоральной логики ветвящегося времени ASKCTL. Свойства задаются как над конфигурациями системы (разметками сети), так и над изменениями конфигураций (над переходами сети).

.