Modelowanie i analiza systemów informatycznych

Transkrypt

1 Modelowanie i analiza systemów informatycznych MBSE/SysML Wykład 1 Wprowadzenie

2 Laboratorium Formalności Zaliczenie projekt zespołowy (w oparciu o przykładowy system modelowany na zajęciach) Systematyczna praca na zajęciach Wykład: Zaliczenie test wyboru Zaliczenie laboratorium przed sesją możliwość przepisania oceny do wykładu Kontakt hkp:// 2

3 Materiał źródłowy 3

4 Cykl życia systemu Model V Definicja wymagań interesariuszy Weryfikacja i walidacja Walidacja Analiza wymagań Przekazanie Weryfikacja Projekt architektoniczny Integracja Używanie Utrzymywanie Pomysł lub zapotrzebowanie Implementacja Pozbycie się Czas koncepcja budowanie produkcja używanie 4

5 Inżynieria systemów (SE) Celem jest opis systemu w formie modelu, nie dokumentów Kiedyś W przyszłości (teraz?) sd ABS_ActivationSequence [Sequence ] Specyfikacje Wymagania interfejsu Projekt systemu Analiza i trade- off Plan testów d1:traction Detector m1:brake Modulator dettrklos() sendsignal() modbrkfrc(traction_signal:boolean) modbrkfrc() sendack() 5

6 Korzyści z modelowania Uwzględniamy wiele aspektów systemu Wymagania Model systemu Modele funkcjonalne/behawioralne Model wydajności Uruchom Zmień bieg Przyspiesz Hamuj Kontrola wejść Równania mocy Dynamika pojazdu Modele struktury/komponentów Silnik Rozrząd Skrzynia biegów Pozostałe modele analizy inżynieryjnej Model Model Model bezpieczeństwa Model kosztów 6

7 F-15C JDN received from <<entity>> Network Track owning element Received Date-Time local track number receive () store () update () send () RIVET JOINT CG 1 0..* 1 communicates with <<entity>> Track File Track Number CID /State Vector /Date-Time send track data () 0..* <<derived>> traces to TAOM manages 0..* AWACS Network Track Data <<entity>> BMDS Track Customer Primary Key /associated data Customer_ID [PK1] /history Non-Key Attributes create () Customer_Name update () destroy () Purchase_Contact retrieve () Customer_Address Network Plan JDN <<interface>> Network Interface Module buffer capacity /msg data receive msg () parse msg () route msg data () build msg () send msg () correlates FAAD C3I Network Interface S/W 1 E-2C Receive Network Track File Track Mangement S/W Module 1..* Location Primary Key Status [PK1] [FK] Track Mangement Module /current tracks /associated track data /CID data assign CID () recommend CID () retrieve track file data () display track file data () interface for 1 1..* 11 owns Network Track Data AMDPCS Correlate Track Files Correlation S/W Module 1..* Correlation Module algorithm /tracks to be correlated correlation data decorrelation data correlate tracks () decorrelate tracks () retrieve track data () send track data () Software License Primary Key Serial_Number [PK1] Non-Key Attributes Technical_Contact consists of Software Release Primary Key Version_Number [PK1] 1 is a F/A-18 CID Criteria 12 Network Interface Module Network Track MSG HIC Prepared Track MSG uses 1..* Patriot ICC Status Primary Key Status [PK1] Correlated Track Track Data Track MSG Data HIC Track Management Module Correlation Module Track File HIC 13 is subject to Attempt to Correlate with BMDS Track Verify CID, Correlation, and Assoicated Track Data Send BMDS Track Data to JDN MCE DDG-51 AEGIS Destroyer Manage BMDS Track File Data BMDS Track Data BMDS Track Data Track Data AMDPCS Operator Interface Hardware ACDS (CVN) Data Processing Hardware Operator Interface Hardware Data Processing Hardware Force Level Control System Request Possible BMDS Track File Matches Track Data Correlate Tracks Correlation Results Correlation Possible BMDS Track Display Operator Interface Hardware Data Processing Hardware Software PLGR (GPS) Client Call Primary Key Operator Interface Serial_Number [PK1] [FK] Hardware createsdata Processing Hardware Tech Support System Entry Software Primary Key TSS_Entry_Number [PK1] Non-Key Attributes Windows_Version TSS_Description Force Level Control System currently has Software PLGR (GPS) Software BMDS Track yes no Track File Request Send Track File Data BMDS Track Data Update Track File Data Create Correlation New Complete ( Correlation BMDS Results Track) [ set not null ] / Send Results Correlating TracksMonitor Correlation Process On entry / match state vectors Do / corr state vectors Do / corr LPE Do / corr PIP Do / corr RCS Do / corr CID On exit / corr BMDS Track # corr fail / is new BMDS Track corr success / is corr BMDS Track LINK 16 LINK 16 ABMOC Subsystem Generation and Distribution EPLRS or SINGARS Generation and Distribution EPLRS or SINGARS PLGR (GPS) ABMOC Subsystem Generation and Distribution JTIDS EPLRS or SINGARS Generation and Distribution JTIDS EPLRS or SINGARS PLGR (GPS) JTIDS A2C2 Subsystem Voice & TADIL-B Data Voice & TADIL-B Data JTIDS BMDS Track File Data Received ( File Data ) / A2C2 Subsystem Correlate Tracks FAAD C3I Voice & TADIL-B Data Voice & TADIL-B Data Voice Comm Hardware includes MSE Force Level Control System Voice Comm Hardware includes MSE CEC Information Exchange Requirements - Classified SECRET w hen filled in Sending Rationale/UJTL TCIM Receiving Latency: SA/Eng Message Number Eve nt/action Information Characterization Critical Form at Class Rem arks Node Node Support Error Rate Radar m easurem ents to REF: CEC A-spec support data fusion composite Host CEP Yes Binary IAW IDD Secret xx secs/xx secs xx % Table 3-3 and tracking Host reqmts IFF measurements to support data fusion and composite Host CEP Yes Binary IAW IDD Secret xx secs/xx secs xx % tracking IFF interrogation requests to Respond w hen support data fusion and Host CEP Yes Binary IAW IDD Secret xx secs/xx secs xx % requested composite tracking ID Changes to support data Host CEP Yes Binary IAW IDD Secret xx secs/xx secs xx % fusion and composite tracking Session Activated Idle TCIM / initialize MCE (CRC) Receiving BMDS Track File Data On entry / receive file data Do / store track data Voice Comm Hardware includes MSE TCIM Force Level Control System Voice Comm Hardware includes MSE TCIM LINK 16 LINK 16 MCE (CRC) Patriot ICC Receiving Network Track File Data On entry / receive file data Do / store track data On exit / request matching data Navigation data to support data fusion and composite tracking Engage m e nt Support Re que s ts to support data fusion and composite tracking Track number management to support data fusion and composite tracking Composite Track State Update to support data fusion and composite tracking Associated Measurement Reports to support data fusion and composite tracking IFF Assignments to support data fusion and composite tracking ID recommendations to support data fusion and composite tracking Network Track File Received ( File Data ) [ number tracks > 0 ] / Input Network Track Host Nav. spec Host CEP Yes Binary IAW IDD Secret xx secs/xx secs xx % AEGIS only Host-CEP CEP-Host Yes Binary IAW IDD Secret xx secs/xx secs xx % CEP Host Yes Binary IAW IDD Secret xx secs/xx secs xx % CEP Host Yes Binary IAW IDD Secret xx secs/xx secs xx % CEP Host Yes Binary IAW IDD Secret xx secs/xx secs xx % CEP Host Yes Binary IAW IDD Secret xx secs/xx secs xx % Changes sent immediately REF: CEC IDDs for each host REF: CEC A-spec Table 3-3. SPY only When assigned or changed When assigned or changed REF: CEC A-spec Sensor cues to support data fusion and composite tracking CEP Host Yes Binary IAW IDD Secret xx secs/xx secs xx % Table 3-3. SPY BMDS Track File Request Sent ( Request ) / Pull BMDS Track Files only Korzyści z modelowania Uwzględniamy różne aspekty i poziomy systemu AWACS MCE (CRC) SIAP Modele operacyjne Host CEP Yes Binary IAW IDD Secret xx secs/xx secs xx % REF:CEC SRS and Modele systemu <TITLE>System Design<TITLE> <META http-equiv="refresh" <!--CSSDATA: > <SCRIPT src="/virtual/2000/code <LINK rel="stylesheet" href="/ <SCRIPT language="javascript" Integracja pionowa Modele komponentów 7

8 Korzyści z modelowania Łatwiej ogarniamy złożoność systemów Integracje Granice 8

9 Dlaczego modelujemy? Ułatwiamy komunikację wszystkich stron (interesariuszy - stakeholders) Klienci Deweloperzy/ integratorzy Kierownicy projektów Dostawcy Regulatorzy Testerzy 9

10 MBSE Model Based System Engineering Formalizuje praktyki budowania systemów poprzez użycie modeli Obejmuje szeroki zakres integruje wiele dziedzin modelowania poprzez cały cykl życia, od systemu systemów do komponentów Skutkuje poprawą jakości/produktywności i obniżeniem ryzyka Rygor i precyzja Komunikacja wewnątrz systemu i między interesariuszami, Zarządzanie złożonością 10

11 SysML System Modeling Language Standard OMG (hkp:// Graficzny język modelowania systemów Profil UML (podzbiór UML + rozszerzenia) Wspiera specyfikację, analizę, projektowanie, weryfikację i walidację systemu na poziomach sprzętu, oprogramowania, danych, personelu, procedur, itp. Wspiera wymianę danych i modelu poprzez XML Metadata Interchange (XMI) i AP233 11

12 Język modelowania Język a metodologia Definiuje elementy i ich zależności Definiuje składnię (notację) i semantykę (znaczenie) Np. UML, SysML Metodologia rozwoju systemu Definiuje kroki analizy i projektowania systemu Definiuje użycie elementów modelu i diagramów Np. RUP, SYSMOD SysML nie jest ani metodologią ani narzędziem Jest całkowicie niezależny od metodologii i narzędzi 12

13 Historia SysML RFP (request for proposal) marzec 2003 Wersja 1.0 wrzesień 2007 Wersja 1.1 listopad 2008 Wersja 1.2 czerwiec 2010 Wersja 1.3 czerwiec

14 Historia SysML 14

15 SysML i UML UML2 Profil SysML SysML y UML zbędne w SysML y UML używane w SysML Rozszerzenia SysML względem UML UML4SysML 15

16 Taksonomia diagramów SysML SysML zachowania wymagań struktury aktywności maszyny stanów definicji bloków bloków wewnętrznych pakietów sekwencji przypadków użycia parametryczny Taki sam jak w UML2 Zmodyfikowany względem UML2 Nowy diagram 16

17 Aspekty/filary SysML 1. Struktura sd ABS_ActivationSequence [Sequence ] 2. Zachowanie stm TireTraction [State ] d1:traction m1:brake Detector Modulator LossOfTraction dettrklos() Gripping sendsignal() RegainTraction modbrkfrc(traction_signal:boolean) Slipping interakcja maszyna stanów aktywność definicja użycie modbrkfrc() sendack() 3. Wymagania 4. Parametry 17

18 Aspekty/filary SysML diagram model struktura zachowanie inne definicji bloków, diagram bloków wewnętrznych, diagram parametryczny, diagram pakietów Model struktury aktywności, diagram przypadków użycia, diagram maszyny stanów, diagram sekwencji Model zachowania wymagań, stereotypy, widok modelu, AP- 233, metadane XMI, format wymiany 18

19 Ramki diagramów Każdy diagram SysML reprezentuje element modelu Każdy diagram SysML musi mieć swoją ramkę Kontekst diagramu określa nagłówek: Rodzaj diagramu (act, bdd, ibd, sd, itd.) Rodzaj elementu modelu (package, block, ac>vity, itd.) Nazwa elementu modelu Nazwa diagramu lub widoku Oddzielny blok opisu diagramu pozwala wskazać, czy diagram jest kompletny, czy też jego elementy zostały pominięte 19

20 Ramki diagramów Nagłówek Opis diagramu Wersja: Opis: Status kompletności: Referencje: (Pola użytkownika) «użycie diagramu» rodzaju [typelementumodelu] nazwaelementumodelu [nazwau] Zawartość 20