close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Логика и методология науки (КР 09.04.02)

код для вставкиСкачать
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего образования
«Воронежский государственный лесотехнический университет
им. Г.Ф. Морозова»
«Логика и методология науки»
Методические указания к выполнению курсовой работы
для студентов по направлению подготовки
09.04.02 «Информационные системы и технологии»
(уровень магистратуры)
Воронеж 2014
УДК 004.43
Лапшина, М.Л. «Логика и методология науки» [Текст] : методические
указания к выполнению курсовой работы для студентов по направлению
подготовки 09.04.02 «Информационные системы и технологии» (уровень
магистратуры) / М.Л. Лапшина; М-во образования и науки РФ, ФГБОУ ВО
«ВГЛТУ им. Г.Ф. Морозова». – Воронеж, 2016. – 17 с.
1.
Общие требования к выполнению курсовой работы.
Целью курсовой работы является закрепление и углубление
теоретических знаний об основных элементах определения и представления,
отработка навыков построения экономико-математических моделей
управления проектами и оформления документации на разработку.
Выполнение
курсовой
работы
является
самостоятельной
исследовательской работой студента по заданной преподавателем тематике.
Курсовая работа выполняется студентом индивидуально в соответствии с
выданным преподавателем вариантом.
1.1. Порядок выполнения курсовой работы
Задание на
курсовую работу выдается каждому студенту
индивидуально в виде технического задания и темы курсовой работы.
В ходе выполнения работы студент должен:
1.
ознакомиться с темой задания и выполнить анализ предметной
области,
2.
провести анализ и проработать теоретический материал по
заданной теме,
3.
определить функциональные требования к системе,
4.
разработать диаграмму вариантов использования,
5.
разработать диаграмму деятельности,
6.
разработать диаграмму классов,
7.
оформить пояснительную записку,
8.
защитить курсовую работу.
Задание на курсовую работу выдается за 3 месяца до окончания
семестра. За 4 недели до окончания семестра курсовые работы сдаются
преподавателю на рецензию. Защита курсовых проектов производится в
конце семестра в течение 2-х недель (до начала зачетной недели) в виде
краткого доклада (5-8 минут), ответов на вопросы; при наличии технической
возможности рекомендуется использовать разработанное программное
обеспечение.
Курсовая работа оформляется в бумажном виде (формат А4) в
соответствии с требованиями Стандарта оформления студенческих работ
ВГЛТу.
Объем проекта должен составлять 20-25 страниц (одинарный интервал,
шрифт Times New Roman, размер 14 пт.) и включать следующие позиции:
Содержимое
титульный лист (МОиН РФ, вуз, факультет, кафедра, тема
курсовой работы, дисциплина, группа, Ф.И.О. студента,
Ф.И.О. преподавателя, год, город)
лист задания
содержание
введение
теоретическая часть
описание функциональных требований
Программирование на рабочем листе Microsoft Excel:
функции категорий математические, логические, ссылки и
массивы, статистические
описание диаграмм
подготовка документов средствами Microsoft Word
заключение
список использованных источников
Объем
(страниц)
1
1
1
1-2
5-6
3-5
1-3
1-3
1-2
1
Название разделов и подразделов должно соответствовать тематике
курсовой работы.
Содержание основных разделов пояснительной записки:

введение: цель курсового проектирования, краткие сведения по
теме, обзор литературных источников;

теоретическая часть:
описание
моделирования информационных систем;
принципов
проектирования,

описание требований к системе, функциональных возможностей,
участников проекта и основных ограничений;

описание разработки диаграмм вариантов использования, классов
и деятельности;

описание разработки диаграмм вариантов использования, классов
и деятельности с учетом развития задачи;

заключение: выводы по результатам работы.
Работу следует начинать с внимательной проработки теоретического
материала лекций. В качестве информационных источников следует
использовать основную и дополнительную литературу по дисциплине. Не
допускается использование готовых проектов из среды Интернет.
1.2. Методические указания
Унифицированный язык моделирования (Unified Modeling Language UML) это язык для специфицирования, визуализации, конструирования и
документирования программных систем, а так же бизнес моделей и прочих
не программных систем. UML представляет собой объединение инженерных
приемов, которые ранее успешно использовались при моделировании
больших и сложных систем
Создатели UML представляют его как язык для определения,
представления, проектирования и документирования программных систем,
бизнес-систем и других систем различной природы. UML определяет
нотацию и метамодель. Нотация представляет собой совокупность
графических объектов, которые используются в моделях; она является
синтаксисом языка моделирования.
UML предоставляет выразительные средства для создания визуальных
моделей, которые:

единообразно понимаются всеми разработчиками, вовлеченными
в проект;

являются средством коммуникации в рамках проекта.
Унифицированный Язык Моделирования (UML):

не зависит от объектно-ориентированных (ОО) языков
программирования;

не зависит от используемой методологии разработки проекта;

может поддерживать любой ОО язык программирования.
UML является открытым и обладает средствами расширения базового
ядра. На UML можно содержательно описывать классы, объекты и
компоненты в различных предметных областях, часто сильно отличающихся
друг от друга.
Диаграммы UML
Каждая из диаграмм UML конкретизирует различные представления о
модели системы. При этом, диаграмма вариантов использования
представляет концептуальную модель системы, которая является исходной
для построения всех остальных диаграмм. Диаграмма классов является
логической моделью, отражающей статические аспекты структурного
построения системы.
Для диаграмм языка UML существуют три типа визуальных
обозначений, которые важны с точки зрения заключенной в них информации:

связи, которые представляются различными линиями на
плоскости;

текст, содержащийся внутри границ отдельных геометрических
фигур;

графические символы, изображаемые вблизи визуальных
элементов диаграмм.
При
графическом
изображении
диаграмм
рекомендуется
придерживаться следующих правил:

каждая диаграмма должна быть законченным представлением
некоторого фрагмента моделируемой предметной области;

представленные на диаграмме сущности модели должны быть
одного концептуального уровня;

вся информация о сущностях должна быть явно представлена на
диаграмме;

диаграммы не должны содержать противоречивой информации;

диаграммы не следует перегружать текстовой информацией;

каждая диаграмма должна быть самодостаточной для правильной
интерпретации всех ее элементов;

количество типов диаграмм, необходимых для описания
конкретной системы, не является строго фиксированным и определяется
разработчиком;

модели системы должны содержать только те элементы, которые
определены в нотации языка UML.
Сущности в UML
В UML определены четыре типа сущностей: структурные,
поведенческие, группирующие и аннотационные. Сущности являются
основными объектно-ориентированными элементами языка, с помощью
которых создаются модели.
Структурные сущности - это имена существительные в моделях на
языке UML. Как правило, они представляют статические части модели,
соответствующие концептуальным или физическим элементам системы.
Примерами структурных сущностей являются «класс», «интерфейс»,
«кооперация», «прецедент», «компонент», «узел», «актер».
Поведенческие сущности являются динамическими составляющими
модели UML. Это глаголы, которые описывают поведение модели во
времени и в пространстве. Существует два основных типа поведенческих
сущностей:

взаимодействие - это поведение, суть которого заключается в
обмене сообщениями между объектами в рамках конкретного контекста для
достижения определенной цели;

автомат
алгоритм
поведения,
определяющий
последовательность состояний, через которые объект или взаимодействие
проходят в ответ на различные события.
Группирующие сущности являются организующими частями модели
UML. Это блоки, на которые можно разложить модель. Такая первичная
сущность имеется в единственном экземпляре - это пакет.
Пакеты представляют собой универсальный механизм организации
элементов в группы. В пакет можно поместить структурные, поведенческие и
другие группирующие сущности. В отличие от компонентов, которые
реально существуют во время работы программы, пакеты носят чисто
концептуальный характер, то есть существуют только в процессе разработки.
Аннотационные сущности - это пояснительные части модели UML:
комментарии для дополнительного описания, разъяснения или замечания к
любому элементу модели. Имеется только один базовый тип аннотационных
элементов - примечание. Примечание используют, чтобы снабдить
диаграммы комментариями или ограничениями, выраженными в виде
неформального или формального текста.
Отношения в UML
В языке UML определены следующие типы отношений: зависимость,
ассоциация, обобщение и реализация . Эти отношения являются основными
связующими конструкциями UML и также как сущности применяются для
построения моделей.
Зависимость (dependency) - это семантическое отношение между двумя
сущностями, при котором изменение одной из них, независимой, может
повлиять на семантику другой, зависимой.
Ассоциация (association) - структурное отношение, описывающее
совокупность смысловых или логических связей между объектами.
Обобщение (generalization) - это отношение, при котором объект
специализированного элемента (потомок) может быть подставлен вместо
объекта обобщенного элемента (предка). При этом, в соответствии с
принципами объектно-ориентированного программирования, потомок (child)
наследует структуру и поведение своего предка (parent).
Реализация (realization) является семантическим отношением между
классификаторами, при котором один классификатор определяет
обязательство, а другой гарантирует его выполнение. Отношение реализации
встречаются в двух случаях:

между интерфейсами и реализующими их классами или
компонентами;

между прецедентами и реализующими их кооперациями.
Общие механизмы UML
Для точного описания системы в UML используются, так называемые,
общие механизмы:

спецификации (specifications);

дополнения (adornments);

деления (common divisions);

расширения (extensibility mechanisms).
UML является не только графическим языком. За каждым графическим
элементом его нотации стоит спецификация, содержащая текстовое
представление соответствующей конструкции языка. Например, пиктограмме
класса соответствует спецификация, которая описывает его атрибуты,
операции и поведение, хотя визуально, на диаграмме, пиктограмма часто
отражает только малую часть этой информации. Более того, в модели может
присутствовать другое представление этого класса, отражающее совершенно
иные его аспекты, но, тем не менее, соответствующее спецификации. Таким
образом, графическая нотация UML используются для визуализации
системы, а с помощью спецификаций описывают ее детали.
Практически каждый элемент UML имеет уникальное графическое
изображение, которое дает визуальное представление самых важных его
характеристик. Нотация сущности «класс» содержит его имя, атрибуты и
операции. Спецификация класса может содержать и другие детали,
например, видимость атрибутов и операций, комментарии или указание на
то, что класс является абстрактным. Многие из этих деталей можно
визуализировать в виде графических или текстовых дополнений к
стандартному прямоугольнику, который изображает класс.
При моделировании объектно-ориентированных систем существует
определенное деление представляемых сущностей.
Во-первых, существует деление на классы и объекты. Класс - это
абстракция, а объект - конкретное воплощение этой абстракции. В связи с
этим, практически все конструкции языка характеризуются двойственностью
«класс/объект». Так, имеются прецеденты и экземпляры прецедентов,
компоненты и экземпляры компонентов, узлы и экземпляры узлов. В
графическом представлении для объекта принято использовать тот же
символ, что и для класса, а название подчеркивать.
Во-вторых, существует деление на интерфейс и его реализацию.
Интерфейс декларирует обязательства, а реализация представляет
конкретное воплощение этих обязательств и обеспечивает точное следование
объявленной семантике. В связи с этим, почти все конструкции UML
характеризуются двойственностью «интерфейс/реализация». Например,
прецеденты реализуются кооперациями, а операции - методами.
UML является открытым языком, то есть допускает контролируемые
расширения, чтобы отразить особенности моделей предметных областей.
Механизмы расширения UML включают:

стереотипы (stereotype) - расширяют словарь UML, позволяя на
основе существующих элементов языка создавать новые, ориентированные
для решения конкретной проблемы;

помеченные значения (tagged value) - расширяют свойства
основных конструкций UML, позволяя включать дополнительную
информацию в спецификацию элемента;

ограничения (constraints) - расширяют семантику конструкций
UML, позволяя создавать новые и отменять существующие правила.
Совместно эти три механизма расширения языка позволяют
модифицировать его в соответствии с потребностями проекта или
особенностями технологии разработки.
Диаграмма вариантов использования (use case diagram)
Этот вид диаграмм позволяет создать список операций, которые
выполняет система. Часто этот вид диаграмм называют диаграммой функций,
потому что на основе набора таких диаграмм создается список требований к
системе и определяется множество выполняемых системой функций.
Диаграммы вариантов использования описывают функциональное
назначение системы или то, что система должна делать. Разработка
диаграммы преследует следующие цели:

определить общие границы и контекст моделируемой
предметной области;

сформулировать общие требования к функциональному
поведению проектируемой системы;

разработать исходную концептуальную модель системы для ее
последующей детализации в форме логических и физических моделей;

подготовить исходную документацию для взаимодействия
разработчиков системы с ее заказчиками и пользователями.
Суть диаграммы вариантов использования состоит в следующем.
Проектируемая система представляется в виде множества сущностей или
актеров, взаимодействующих с системой с помощью вариантов
использования. При этом актером (actor) или действующим лицом
называется любая сущность, взаимодействующая с системой извне. Это
может быть человек, техническое устройство, программа или любая другая
система, которая может служить источником воздействия на моделируемую
систему так, как определит сам разработчик. Вариант использования служит
для описания сервисов, которые система предоставляет актеру.
Цель варианта использования заключается в том, чтобы определить
законченный аспект или фрагмент поведения некоторой сущности без
раскрытия еѐ внутренней структуры. В качестве такой сущности может
выступать система или любой элемент модели, который обладает
собственным поведением.
Каждый вариант использования соответствует отдельному сервису,
который предоставляет моделируемая сущность по запросу актера, то есть
определяет способ применения этой сущности. Сервис, который
инициализируется по запросу актера, представляет собой законченную
неделимую последовательность действий. Это означает, что после того как
система закончит обработку запроса, она должна возвратиться в исходное
состояние, чтобы быть готовой к выполнению следующих запросов
Варианты использования могут применяться как для спецификации
внешних требований к проектируемой системе, так и для спецификации
функционального поведения уже существующей системы. Множество
вариантов использования в целом должно определять все возможные
стороны ожидаемого поведения системы. Кроме этого, варианты
использования неявно устанавливают требования, определяющие, как актеры
должны взаимодействовать с системой, чтобы иметь возможность корректно
работать с предоставляемыми сервисами. Для удобства множество вариантов
использования может рассматриваться как отдельный пакет.
Примерами вариантов использования могут являться следующие
действия: проверка состояния текущего счета клиента, оформление заказа на
покупку
товара,
получение
дополнительной
информации
о
кредитоспособности клиента, отображение графической формы на экране
монитора и другие действия.
Диаграмма классов (class diagram)
Центральное место в объектно-ориентированном программировании
занимает разработка логической модели системы в виде диаграммы классов.
Диаграмма классов (class diagram) служит для представления статической
структуры модели системы в терминологии классов объектноориентированного программирования. Диаграмма классов может отражать, в
частности, различные взаимосвязи между отдельными сущностями
предметной области, такими как объекты и подсистемы, а также описывать
их внутреннюю структуру и типы отношений.
В качестве примера на рис. 2 приведена диаграмма классов для
информационной системы театра. Эту систему образует 6 классов.
Классы-агрегаты Театр и Труппа имеют операции добавления и
удаления своих частей, которые включаются в агрегаты по ссылке. Частями
Театра являются Зрители и Труппы, а частями Труппы — Актеры.
Отношения агрегации между классом Театр и классами Труппа и Зритель
слегка отличны. Театр может состоять из одной или нескольких трупп, но
каждая труппа находится в одном и только одном театре. С другой стороны,
в театр может ходить любое количество зрителей (включая нулевое
количество), причем зритель может посещать один или несколько театров.
Между классами Труппа и Актер существуют два отношения —
агрегация и ассоциация. Агрегация показывает, что каждый актер работает в
одной или нескольких труппах, а в каждой труппе должен быть хотя бы один
актер. Ассоциация отображает, что каждой труппой управляет только один
актер — художественный руководитель, а некоторые актеры не являются
руководителями.
Ассоциация между классами Спектакль и Актер фиксирует, что в
спектакле должен быть занят хотя бы один актер, впрочем, актер может
играть в любом количестве спектаклей (или вообще может ничего не играть).
Между классами Спектакль и Зритель тоже определена ассоциация.
Она поясняет, что зритель может смотреть любое число спектаклей, а на
каждом спектакле может быть любое число зрителей.
И наконец, на диаграмме отображены два отношения наследования,
утверждающие, что и в зрителях, и в актерах есть человеческое начало.
Значки диаграммы позволяют отображать сложную иерархию систем,
взаимосвязи классов (Classes) и интерфейсов (Interfaces). Данный тип
диаграмм противоположен по содержанию диаграмме Collaboration, на
котором отображаются объекты системы. Rational Rose позволяет создавать
классы при помощи данного типа диаграмм в различных нотациях. похожего
на облако. Таким образом, класс - это лишь шаблон, по которому в
дальнейшем будет создан конкретный объект.
Диаграмма классов представляет собой граф, вершинами которого
являются элементы типа "классификатор", связанные различными типами
структурных отношений. Диаграмма классов может также содержать
интерфейсы, пакеты, отношения и даже отдельные экземпляры, такие как
объекты и связи.
Класс (class) в языке UML служит для обозначения множества
объектов, которые обладают одинаковой структурой, поведением и
отношениями с объектами других классов. Графически класс изображается в
виде прямоугольника, который дополнительно может быть разделен
горизонтальными линиями на разделы или секции. В этих разделах могут
указываться имя класса, атрибуты (переменные) и операции (методы).
Диаграмма деятельности (activity diagram)
При моделировании поведения проектируемой или анализируемой
системы возникает необходимость не только представить процесс изменения
ее состояний, но и детализировать особенности алгоритмической и
логической реализации выполняемых системой операций.
Фактически данный тип диаграмм может использоваться и для
отражения состояний моделируемого объекта, однако, основное назначение
Activity diagram в том, чтобы отражать бизнес-процессы объекта. Этот тип
диаграмм позволяет показать не только последовательность процессов, но и
ветвление и даже синхронизацию процессов.
Этот тип диаграмм позволяет проектировать алгоритмы поведения
объектов любой сложности, в том числе может использоваться для
составления блок-схем.
Для моделирования процесса выполнения операций в языке UML
используются диаграммы деятельности. Применяемая в них графическая
нотация во многом похожа на нотацию диаграммы состояний, поскольку на
этих диаграммах также присутствуют обозначения состояний и переходов.
Каждое состояние на диаграмме деятельности соответствует выполнению
некоторой элементарной операции, а переход в следующее состояние
выполняется только при завершении этой операции.
Таким образом, диаграммы деятельности можно считать частным
случаем диаграмм состояний. Они позволяют реализовать в языке UML
особенности процедурного и синхронного управления, обусловленного
завершением внутренних деятельностей и действий. Основным
направлением использования диаграмм деятельности является визуализация
особенностей реализации операций классов, когда необходимо представить
алгоритмы их выполнения.
В контексте языка UML деятельность (activity) представляет собой
совокупность отдельных вычислений, выполняемых автоматом, приводящих
к некоторому результату или действию (action). На диаграмме деятельности
отображается логика и последовательность переходов от одной деятельности
к другой, а внимание аналитика фокусируется на результатах. Результат
деятельности может привести к изменению состояния системы или
возвращению некоторого значения.
Состояние действия (action state) является специальным случаем
состояния с некоторым входным действием и, по крайней мере, одним
выходящим из состояния переходом. Этот переход неявно предполагает, что
входное действие уже завершилось. Состояние действия не может иметь
внутренних переходов, поскольку оно является элементарным. Обычное
использование состояния действия заключается в моделировании одного
шага выполнения алгоритма (процедуры) или потока управления.
Дополнительно на этой диаграмме показаны две плавательные дорожки
— дорожка покупателя и дорожка магазина, которые разделены
вертикальной линией. Каждая дорожка имеет имя и фиксирует область
деятельности конкретного лица, обозначая зону его ответственности.
2. Примерные темы курсовых работ
1. Эволюционное развитие научной теории.
2. Научная революция
3. Логика и методология науки как научная дисциплина
4. Логико-методологические основы и подходы к выполнению научной
работы
5. Логика научной аргументации
6. Логика как наука и логика науки
7. Научное знание и научная рациональность
8. Особенности и генезис научного познания
9. Естественные науки, науки об обществе и гуманитарные науки
10. Классические и современные представления о науке
11. Наука как один из способов познания мира
12. Причины существования разных образов науки в логике и
13. методологии научного познания.
14. Методологические принципы современной науки
15. Проблемы методологии научного творчества
16. Современные модели научного знания
17. Проблема применимости методологии естественных наук к
социальным
18. Проблема объективности субъекта научной деятельности в науках об
обществ
19. Проблема объяснения и понимания в современной науке
20. Ценностные ориентации и целевые установки субъекта научной
деятельности
3. В результате анализа литературы по предметной области
учащимся должен быть изложен материал в виде курсовой
работы по следующей структуре:
Теоретическая часть по теме».
Практическая часть: Для выполнения необходимо для своей
предметной области разработать и описать
Первоначальная постановка задачи: диаграмму прецедентов,
диаграмму деятельности, диаграмму классов.
Развитие постановки задачи: диаграмму прецедентов, диаграмму
деятельности, диаграмму классов.
4.
Библиографический список
1. Шкляр М. Ф. Основы научных исследований [Электронный ресурс]:
учеб. пособие для бакалавров / М. Ф. Шкляр. - 5-e изд. - М.: Дашков и К,
2013. - 244 с. - ЭБС "Знаниум".
2. Кузнецов И. Н. Основы научных исследований [Электронный
ресурс] : учеб. пособие для бакалавров / И. Н. Кузнецов. - М. : Издательскоторговая корпорация «Дашков и Ко», 2013. - 284 с. - ЭБС "Знаниум".
3. Болдин А. П. Основы научных исследований [Текст] : доп. УМО
вузов РФ по образованию в обл. транспорт. машин и трансп.-технол.
комплексов в качестве учеб. для студентов вузов / А. П. Болдин, В. А.
Максимов. - 2-е изд., перераб. и доп. - М. : Академия, 2014. - 352 с.
Марина Леонидовна Лапшина
«МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И МОДЕЛИРОВАНИЯ
ИНФОРМАЦИОННЫХ ПРОЦЕССОВ И ТЕХНОЛОГИЙ»
Методические указания к выполнению курсовой работы
для студентов по направлению подготовки
09.04.02 «Информационные системы и технологии»
(уровень магистратуры)
ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный лесотехнический
университет»
394087, г. Воронеж, ул. Тимирязева, 8
Отпечатано в УОП ФГБОУ ВО «ВГЛТу».
394087, г. Воронеж, ул. Докучаева, 10
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
17
Размер файла
226 Кб
Теги
логика, науки, методология
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа