A tantárgy célkitűzése, hogy bemutassa a komplex informatikai rendszerek modern modellezési, tervezési módszertanait és eszközkészletét. Napjaink kritikus, beágyazott informatikai rendszereinek nagy részét szoftverek segítségével valósítjuk meg, amelyek tervezésekor azonban figyelembe kell venni a rendszer fizikai komponenseit és környezetét. Az ilyen komplex rendszerek tervezése tehát interdiszciplináris feladat, amelyben az informatikai aspektus a szoftverkomponenseken túl a tervezés támogatásában is megjelenik. A tantárgy az ehhez szükséges kompetenciákat alapozza meg a platformalapú rendszertervezési módszertan, a SysML modellezési nyelv, egy modern tervezőeszköz és számos analízis technika (szimuláció, szolgáltatásbiztonság és teljesítmény analízise, verifikáció és validáció) bemutatásán keresztül. A tantárgy által átadott ismereteket elterjedten használják többek között az autó-, vasút- vagy űriparban.

Hét

1.

(E) Kritikus, beágyazott rendszerek jellegzeteségei. Rendszertervezés alapok (V modell, platformalapú rendszertervezés), különbségek a szoftvertervezéshez képest, a SysML modellezési nyelv áttekintése
(L) UML-ből ismert modellek átismétlése. Ismerkedés a tervezőeszközzel az UML modellek segítségével

2.

(E) Követelménykezelés alapjai, SysML Requirement diagram. Funkcionális és extrafunkcionális követelmények modellezése és analízise. Nyomonkövethetőség fogalma
(L) Követelmények modellezése SysML-ben (tervezőeszközben)

3.

(E) Struktúramodellezés a rendszertervezésben, top-down és bottom-up tervezés, strukturális modellek a SysML-ben (BDD, IBD). Architektúra- és logikaikomponens-tervezés. Építkezés funkcionális blokkokból.
(L) Interfész és adattípus tervezés, komponensek közötti kommunikációs útvonalak. Struktúramodellezés SysML-ben (tervezőeszközben)

4.

(E) Hibatűrés alapfogalmak: hiba, hibaok, hibajelenség, rendelkezésre állás vs. megbízhatóság, vonatkozó szabványok alapjai, a biztonságintegritási szint fogalma, redundancia fajtái, szerepe, tervezési minták kritikus rendszerekben
(L) Megbízhatóság alapfogalmainak alkalmazása a tervezési mintákra. Megbízhatósági aspektusok modellezése tervezőeszközben

5.

(E) Szolgáltatásbiztonság kvalitatív és kvantitatív kiértékelése: kockázatanalízis, hibafa, hibamód és hatás analízis (FMEA), megbízhatósági analízis, egyszeres hibapont fogalma és kezelése
(L) Hibafa és megbízhatósági analízisek. Automatizált megbízhatósági analízis tervezési eszközben

6.

(E) Folyamatalapú viselkedésmodellek: adatfolyammodellek és alkalmazási területeik, SysML aktivitás diagram
(L) Modellezés aktivitás diagrammal. Aktivitás diagramok modellezése SysML-ben (tervezőeszközben)

7.

(E) Reaktív rendszerek: állapotgépek és alkalmazási területeik, SysML State Machine diagram
(L) Modellezés állapotgépekkel. Állapotgépek modellezése SysML-ben (tervezőeszközben)

8.

(E) Komponensek közti kommunikáció, forgatókönyvek és alkalmazásaik, SysML szekvenciadiagram, a viselkedésmodellek közötti összefüggések
(L) Modellezés szekvenciadiagramokkal. Szekvenciadiagramok modellezése SysML-ben (tervezőeszközben), különböző viselkedésmodellek összekapcsolása

9.

E) Viselkedésmodellek szemantikája, szimuláció. Szemantikus variációs pontok. Szimuláció fajtái és korlátai.
(L) Viselkedésmodellek kiértékelése. Szimulációs eszközök használata

10.

(E) Teljesítménymodellezés alapfogalmai (átbocsátás és átbocsátóképesség, szűk keresztmetszet és kezelése)
(L) Rendszerszintű teljesítményanalízis. Teljesítmény kiértékelése szimulációval, benchmarking

11.

(E) Platformalapú rendszertervezés: részletes tervezési lépések, platformmodellezés, allokáció, variánsok kezelése (product line engineering)
(L) Platformmodellezés, variánskezelés. Allokáció és nyomonkövethetőség kivitelezése SysML-ben (tervezőeszközben)

12.

(E) Trade-off analízis, rendszerverifikáció és -validáció. Tesztelés különböző szinteken (SIL, HIL, PIL), modellalapú teszttervezés.
(L) Modellalapú teszttervezési technikák. Tesztek modellezése SysML-ben (tervezőeszközben), szimulációalapú tesztelés

13.

(E) A SysMLv2 újdonságai a SysMLv1-hez képest (alapkoncepciók, struktúra- és viselkedésmodellezés)
(L) Modellezési módszerek SysMLv2-ben. A SysMLv2 használata felhőalapú környezetben

14.

(E) A SysMLv2 újdonságai a SysMLv1-hez képest (követelmények, analízis és verifikáció esetek, előfordulások modellezése, szemantika)
(L) SysMLv2 modellek végrehajtásainak értelmezése. A SysMLv2 használata Eclipse környezetben, szimuláció