Розробники та рецензенти:
Заклад вищої освіти:
Компанія-рецензент 1:
Компанія-рецензент 2:
Валідація:
Розробник навчальної програми:
Олег Євсеєнко - канд. техн. наук, доцент кафедри "Автоматика і управління в технічних системах"
Базова інформація
Шифр та назва спеціальності:
174 Автоматизація, комп’ютерно-інтегровані технології та робототехнікаНазва освітньо-наукової програми
Комп’ютерні технології та програмування в автоматизованих системах керуванняНазва дисципліни
Програмні засоби систем керуванняВид дисципліни
ВибірковаБлок дисципліни
Web-програмуванняКількість студентів
25Курс/Семестр
4Загальна інформація про дисципліну
Анотація
Предметом дисципліни «Програмні засоби систем керування» є система засобів автоматизації обробки та використання інформації. У результаті вивчення предмета студенти засвоюють знання з побудови вебдодатків, використовуючи .NET технології, принципами тестування програмного забезпечення. Зокрема, вебдодатки, розглянуті в межах курсу, спрямовані на автоматизацію технологічних процесів, надаючи студентам можливість вивчити та впровадити рішення для ефективного контролю та оптимізації виробничих процесів через використання сучасних програмних засобів.Анотація
Мета викладання навчальної дисципліни «Програмні засоби систем керування» полягає в наданні студентам фундаментальних знань і основ інформатики, алгоритмів, мов програмування високого рівня та використання обчислювальної техніки в тому обсязі, який є необхідним для вивчення профільних дисциплін та виконання досліджень в галузі, що визначається спеціальністю «Автоматизація, комп'ютерно-інтегровані технології та робототехніка». Спрямованість на автоматизацію технологічних процесів надає студентам можливість отримати практичні навички в розробці програмного забезпечення для оптимізації та ефективного управління виробничими процесами.Анотація
Лекції, лабораторні роботи та консультації. Передбачається самостійне опрацювання лекційного матеріалу, підготовка та виконання лабораторних робіт та курсової роботи. Після кожної лекції проводиться електронне тестування на перевірку засвоєного матеріалу. Самостійне опрацювання лекційного матеріалу перевіряється за допомогою тестування . Проводиться проміжний модульний контроль у вигляді контрольних робіт або електронного тестування. Підсумковий контроль – іспит. Навчальний матеріал надається в електронному вигляді у файлах презентацій та методичних вказівок, що дозволяє проведення занять як в аудиторній, так і в дистанційній формі.Розподіл часу
Загальний обсяг (кредитів): 4; Лекції (занять): 8; Лабораторні (занять): 16; Практичні (занять): 0; Самостійна робота (годин): 72
Попередні дисципліни
ПрограмуванняМатеріально-технічне та програмне забезпечення дисципліни
Програмне забезпечення, яке використовується у рамках дисципліни: Microsoft Visual Studio 2022, SQL Server Management Studio 2019, SQLite Browser, Git.Структура дисципліни
| Теоретична складова Назва, перелік питань або анотація лекції | Годин | Практична складова Опис та приклад завдання, а також посилання на методичні матеріали | Годин | Інструменти, засоби та технології | ||||||||||||||
| Тема 1 – Вступ до предмету | ||||||||||||||||||
| Предмет та завдання курсу. Історична довідка. Класифікація програмних засобів. Критерії якості ПЗ. Оформлення програмної документації за умовами ЄСПД. Структурне проєктування алгоритмів. Теорема Бома-Джокопоні. Метод Ашкрофта-Манна. | 2 | Лабораторна робота. Використання теореми Бома-Джокопоні та метода Ашкрофта-Манна для перетворення неструктурованого алгоритму у структурований. | 2 | - | ||||||||||||||
| Тема 2 – Основи тестування програмного забезпечення | ||||||||||||||||||
| Визначення тестування. Типи тестування : Функціональне тестування, юніт-тестування, інтеграційне тестування системне тестування, приймальне тестування. Піраміда тестування. Підхід до написання тестів ААА, TDD (Test-Driven Development). Тестові дублери: mock, stub, fake. Фреймворки для написання тестів: xunit, nunit, mstest, bunit. Стандарти найменування тестових методів. | 2 | Лабораторна робота. Написання юніт тестів за допомогою фреймворку xUnit до тестової програми, що містить арифметичні функції, цикли, масиви, колекції. Написання юніт тестів за допомогою фреймворку xUnit, MOQ з використанням тестових дублерів: mock, stub, fake. | 2 | ASP.Net core. xUnit. Мова C# | ||||||||||||||
| Тема 3 – Знайомство з синтаксисом мови С# та її особливостями | ||||||||||||||||||
| Розвиток. Процес компіляції C#. Артефакти. Типи додатків. Основи розгортання. Синтаксис: ідентифікатори та ключові слова, літерали, роздільники, оператори, коментарі. Основи типів: типи значень та типи посилань. Числові типи: числові літерали, числові конвертації, арифметичні оператори, логічні типи та оператори, рядки та символи. Масиви: ініціалізація, індекси та діапазони, багатовимірні масиви, перевірка меж. Умови. Оператори ітерації та цикли. | 2 | Лабораторна робота. Створення консольного застосунку. Рішення задач на використання умовного оператора, циклів, одновимірні та двовимірні масиви. | 2 | .Net 8.Мова C#. | ||||||||||||||
| Лабораторна робота. Розподілена система контролю версій «Git». Вивчення основних команд Git, створення та клонування Git-репозиторію, ознайомлення з роботою Git у Visual Studio. | 2 | Git. | ||||||||||||||||
| Тема 4 – Об'єктно-орієнтоване програмування в C#: класи, наслідування, поліморфізм, робота з типами даних та колекціями в .NET | ||||||||||||||||||
| Класи: поля, константи, методи, конструктори, деконструктори, ініціалізатори об'єктів, посилання this, властивості, індексатори, статичні конструктори, статичні класи, фіналізатори, часткові типи та методи. Абстрактні класи та абстрактні методи. Ключове слово base. Наслідування. Конструктори та наслідування. | 2 | Лабораторна робота. Створення класів, що містять поля, методи, властивості, конструктор для заданої предметної області. Написання юніт-тестів для перевірки функціональності програмного коду і оцінка рівня покриття цього коду за допомогою відповідних інструментів. | 2 | .Net 8. Console application.Мова C#. | ||||||||||||||
| Поліморфізм. Приведення типів та конвертації посилань. Віртуальні члени функцій. Оператор nameof. Перевантаження операторів. Інтерфейси. Структури. Колекції. Переліки.Вкладені типи. Загальні типи. | 2 | Лабораторна робота. Створення класів для заданої предметної області, що утворюють ієрархію наслідування. Класи містять поля, віртуальні методи, властивості, конструктори. | 2 | .Net 8. Console application.Мова C#. | ||||||||||||||
| Лабораторна робота. Рішення індивідуального завдання з використанням колекцій List, Dictionary, Stack, Queue. | 2 | .Net 8. Console application. | ||||||||||||||||
| Лабораторна робота. Рішення індивідуального завдання щодо побудови класів з використанням узагальнених типів. | 2 | .Net 8. Console application. | ||||||||||||||||
| Лабораторна робота. Використання операторів LINQ проєкції, фільтрації, сортування, групування, з'єднання, агрегації, квантифікації для побудови запитів до колекції з даними. | 2 | .Net 8. Console application. Мова C# та LINQ | ||||||||||||||||
| Тема 5 – Ключові аспекти веброзробки: ORM, HTTP протокол та ASP.NET Core | ||||||||||||||||||
| Загальний погляд на ORM. Переваги та недоліки ORM. Мета та архітектура Entity Framework. Підходи Entity Framework. Fluent API. Конвенції відносин. Запити: lazy-завантаження, eager-завантаження, explicit-завантаження. Міграції. Сила LINQ з Entity Framework | 2 | Лабораторна робота. Створення проєкту ASP .Net Core. Розробка каркаса багатошарової архітектури, зокрема, проєктів для бізнес-логіки, моделей та доступу до баз даних, з метою опановування навичками організації коду у великих проєктах. | 2 | ASP.Net core. Entity framework. Мова C#. | ||||||||||||||
| Протокол HTTP. Статусні коди. Методи HTTP. ASP .Net Core. Pipilenes. Використання залежностей. Реєстрація залежностей. Файл appsettings.json. CRUD - операції. Поняття API. | 2 | Лабораторна робота. Підключення ASP .Net Core проєкту до зовнішнього API для обміну даними та використання зовнішніх ресурсів для збагачення функціональності додатка. | 2 | ASP.Net core. API Postman. Swagger. Мова C# | ||||||||||||||
| Лабораторна робота. Розробка бази даних за допомогою технології Code First та наповнення її даними, з орієнтацією на процес розробки бази даних у вебдодатках | 2 | ASP.Net core. Entity framework. Code first. Мова C# | ||||||||||||||||
| Лабораторна робота. Вивчення та впровадження понять DTO (Data Transfer Object) для ефективної передачі даних між різними частинами додатка, а також використання бібліотеки Automapper для мапінгу об'єктів | 2 | ASP.Net core. Automapper. Мова C# | ||||||||||||||||
| Лабораторна робота. Створення MVC-проєкту. Використання засобів scaffolding для побудови проєкту вікторини для зберігання питань та відповідей. | 2 | ASP.Net core. Automapper. Мова C# | ||||||||||||||||
| Тема 6 - Вивчення технології створення UI застосунків - Blazor | ||||||||||||||||||
| Blazor і його основні переваги. Blazor WebAssembly vs Blazor Server. Архітектура компонентів Blazor. Життєвий цикл компонентів Blazor. Створення і використання компонентів. Обробка подій. Робота з формами та валідація. | 2 | Лабораторна робота. Створення компонентів у Blazor. Використання компонентів MudBlazor для відображення інформації. | 2 | ASP.Net core. Blazor WebAssembly. Мова C# | ||||||||||||||
| Лабораторна робота. Підключення Blazor-додатка до ASP .Net Core. | 2 | ASP.Net core. Blazor WebAssembly. Mudblazor. Razor pages. Мова C# | ||||||||||||||||
Теми та завдання для самостійної роботи
| Назва та опис завдання | Методи контролю та критерії оцінювання | Годин | |||||||||||||||
| Делегати. Анонімні методи. Перелік та ітератори. | Тест за темою. | 4 | |||||||||||||||
| Основи LINQ. LINQ та його переваги. Структура LINQ-запиту. Синтаксис запитів: синтаксис методів vs синтаксис запитів. Типи даних і LINQ. LINQ до об'єктів, LINQ до сутностей. Оператори LINQ: оператори проєкцій, фільтрації, сортування, групування, з'єднання, агрегації, квантифікації. | Тест за темою. | 10 | |||||||||||||||
| Механізм роботи з eventами у C#. | Тест за темою. | 2 | |||||||||||||||
| Асинхронне програмування. Task based pattern. Ключові слова async, await. | Тест за темою. | 10 | |||||||||||||||
| Вивчення механізму роботи виключень try, catch, finally. | Тест за темою. | 4 | |||||||||||||||
| Шаблони проєктування. Сутність та види. Створення: абстрактна фабрика, фабричний метод. Структурні: міст, декоратор, фасад. Поведінкові: ланцюжок відповідальності, посередник, стратегія. | Тест за темою. | 10 | |||||||||||||||
| Garbage collector. Управління пам'яттю, Стек/Купа, Некеровані ресурси, Обробка винятків. Пакування та розпакування. Збирач Small object heap, Large object heap. Методи збирача сміття | Тест за темою. | 15 | |||||||||||||||
| Принципи SOLID. Архітектура програмного забезпечення: MVC, багаторівнева, onion. | Тест за темою. | 15 | |||||||||||||||
Проєкт
| Назва та опис завдання | Метод контролю та захисту | Строки виконання | |||||||||||||||
| Створення проєкту за індивідуальним завданням. Наприклад, перетворення введеного значення датчика термоопору Pt100, що задається в Омах у температуру в градусах Цельсія. Необхідно використати наступні технології, фреймворки та архітектурні рішення: трирівнева архітектура, code-first, entity framework, blazor webassembly, automapper (за бажанням), fluent API / data annotation. Використати бібліотеку MudBlazor для зберігання та відображення історії введених значень. | Оцінювання роботи проєкту за переліком вимог та функції. Оцінювання пояснювальної записки. | 12-16 тиждень навчання. | |||||||||||||||
Рекомендовані джерела інформації та навчальні матеріали
| Основні | ||||||||||||||||||
| № | Назва | До теми (вказати номер) | ||||||||||||||||
| 1 | Richter J. CLR via C#. CLR via C# (Developer Reference) / J. Richter. – 4th еd. - Microsoft Press, 2018. – 894 p. | 3, 4, теми номер 1, 2, 3 самостійної роботи | ||||||||||||||||
| 2 | Albahari J. C# 9.0 in a Nutshell. The Definitive Reference / J. Albahari. – O’Reilly Media, 2021. – 2405 р. | 3, 4, теми номер 1, 2, 3 самостійної роботи | ||||||||||||||||
| 3 | Skeet J. C# in Depth, Fourth Edition / J. Skeet. – New York : Manning Publications Co, 2019. — 812 p. | 3, 4, теми номер 1, 2, 3 самостійної роботи | ||||||||||||||||
| 4 | Troelsen A. P. Pro C# 9 with .NET 5 Foundational Principles and Practices in Programming / A. Troelsen, P. Japikse. – New York : APress, 2021. – 1383 р. | 3, 4, теми номер 1, 2, 3 самостійної роботи | ||||||||||||||||
| 5 | Freeman A. Pro ASP.NET Core 6. Develop Cloud-Ready Web Applications Using MVC, Blazor, and Razor Pages — Ninth Edition / A. Freeman. – New York : APress, 2022. – 1267 р. | 6 | ||||||||||||||||
| 6 | Smith J. P. Entity Framework Core in Action/ Jon P. Smith. – 2nd ed. – New York : Manning Publications, 2018. – 544 p | 5 | ||||||||||||||||
| Додаткові | ||||||||||||||||||
| № | Назва | До теми (вказати номер) | ||||||||||||||||
| 1 | Cleary S. Concurrency in C#. Asynchronous, Parallel, and Multithreaded Programming. – 2nd ed. – O’Reilly Media : Manning Publications, 2019. – 322 p | До самостійної роботи, теми номер 4 | ||||||||||||||||
| 2 | Gamma E., Helm R., Johnson R., Vlissides J. Design Patterns: Elements of Reusable Object-Oriented Software. – Addison-Wesley Professional, 1995. – ISBN 978-0201633610 | До самостійної роботи, теми номер 5 | ||||||||||||||||
| 3 | Pro .NET Memory Management: For Better Code, Performance, and Scalability by Konrad Kokosa. – Apress, 2018. – 1092 p. – ISBN 978-1484240267. | До самостійної роботи, теми номер 6 | ||||||||||||||||
| 4 | Martin R. C. Clean Architecture: A Craftsman's Guide to Software Structure and Design 1st Edition. – O’Reilly Media : Prentice Hall, 2017. – 272 p | До самостійної роботи, теми номер 7 | ||||||||||||||||
Контрольні заходи
| Назва та опис | Методи контролю та критерії оцінювання | |||||||||||||||||
| Тестування | Ідентифікатори. Ключові слова. Оператори | |||||||||||||||||
| Масиви | ||||||||||||||||||
| Conditions. Cycles | ||||||||||||||||||
| Classes | ||||||||||||||||||
| Inheritance | ||||||||||||||||||
| Interfaces. Structs. Enums | ||||||||||||||||||
| LINQ | ||||||||||||||||||
| Лабораторні роботи | Виконання завдання за варіантом. | |||||||||||||||||
| Курсова робота | Створення застосунку за варіантом. | |||||||||||||||||
| Самостійна робота | Тести. | |||||||||||||||||
Результати навчання
Вивчення даної дисципліни передбачає досягнення програмних результатів навчання згідно з освітньою програмою, а саме: вміти застосовувати сучасні інформаційні технології та мати навички розробки алгоритмів та комп’ютерних програм із використанням мов високого рівня та технологій об’єктно-орієнтованого програмування, створювати бази даних та використовувати інтернет-ресурси, вміти проєктувати багаторівневі системи керування і збору даних для формування бази параметрів процесу та їх візуалізації за допомогою засобів людино-машинного інтерфейсу, вміти використовувати різноманітне спеціалізоване програмне забезпечення для розв’язування типових інженерних задач у галузі автоматизації, зокрема, математичного моделювання, автоматизованого проєктування, керування базами даних, методів комп’ютерної графіки.
Зв'язок з ринком праці
Спеціальність/професія, підготовці до діяльності в якій читається курс:
Посилання на вакансії (понад 3),
- https://jobs.dou.ua/companies/servio-soft/vacancies/109644/
- https://djinni.co/jobs/61564--net-web-developer/
- https://robota.ua/company3464625/vacancy10070886
Перелік компетентностей із вказаних як вимоги до вакансії, які набувають студенти, в процесі проходження дисципліни.
- Впевнені знання мови C#, LINQ та платформи .NET;
- Розуміння ООП і принципів SOLID;
- Розуміння архітектури сучасного програмного забезпечення (N-Layer архітектура);
- Знання технології ASP.NET Core, Entity Framework Core.
Інструменти оцінювання результатів навчання за дисципліною
| Об'єкт оцінювання (знання методів та принципів, практичні навички, командна робота тощо) | Методи контролю (тести, виконання поточних практичних завдань та їх форма: написання коду, створення діаграми Гантта, створення прототипу тощо) | Інструмент оцінювання (доступ до результатів тесту, гостьова лекція, посилання на виконані завдання, посилання на проєкт, присутність на захисті проєктів, доступ до запису захисту тощо) |
| Знання мови програмування C# | Тести | Посилання на результати |
| Курсовий проєкт | Код | Посилання на git репозиторій |
| Оцінювання вивчення тем для самостійної роботи | Тести | Посилання на результати |