NÉGY FÉLÉV ELŐTT AZ MSC MÉRNÖK INFORMATIKUS SZAKON BEFORE THE FOUR SEMESTERS AT THE MSC ENGINEER INFORMATICS COURSE Sziray József Széchenyi István Egyetem,Informatika Tanszék Összefoglaló A Széchenyi István Egyetemen 2008. januárban kezdődött meg az MSc szintű képzés a Mérnök informatikus Szakon. A cikk ismerteti a szak indításának oktatási előzményeit, részletesen kifejti a szak képzési koncepcióját, céljait, továbbá felvázolja a legfontosabb képzési adatokat. Ezt követően a szak tantervi felépítését írja le, külön bemutatva a gazdasági-humán tárgycsoportot, az elméleti alapozás, ill. a szakmai törzsanyag tárgyait, majd a differenciált szakmai anyag tárgyait. A négy félévre kiterjedő oktatási tevékenységhez egy célszerűen követendő mintatantervet mutat be. Az elméleti alapozás és a szakmai törzsanyag tantárgyainak egymásra épülő kötelező kapcsolatát egy ún. tanulmányi gráfon keresztül jeleníti meg. A közlemény kitér még a lehetséges szakirányok beillesztési feltételeire és lehetőségeire. Végezetül az eddig eltelt oktatási időszak tapasztalatairól lesz szó. Abstract The MSc-level education in the Engineer Informatics Course started at the Széchenyi István University in January, 2008. The paper gives an overview of the educational precedents before the start of the course, it sets forth in detail the educational concepts and aims of the course, furthermore, it outlines the most important educational data. After this, it describes the curriculum structure of the course, separately showing the economical-humane group of subjects, the theoretical, as well as the professional subjects, then the subjects of the differentiated professional matter. Also, it presents a model program of the course, which is advisable to follow in the four-semester instruction activities. The compulsory connections of the theoretical and professional subjects are shown through a so-called educational graph. The paper still touches upon the conditions and options of fitting in the possible special courses. Finally, the experiences of the educational period passed so far will be reported. 1
1. Bevezetés A Széchenyi István Egyetemen 2008. januárban indult el az MSc szintű képzés a Mérnök informatikus Szakon. Ez az első szak Magyarországon, amely már minden tekintetben a Bologna-i képzési rendszerbe tartozik, mivel az első BSc-végzősöket lehetett rá felvenni. A nappali képzésbe beiratkozott hallgatók száma 15 volt, 8-an BSc-diplomával, 7-en pedig főiskolai diplomával kerültek be. (Utóbbiak mindegyike mérnök informatikus oklevéllel rendelkezett.) Ugyanez a szak Győrön kívül csak a Budapesti Műszaki Főiskolán, valamint veszprémi Pannon Egyetemen kezdte el működését. Az új szak minden tekintetben, szakmailag és felépítésében egyaránt, szorosan kapcsolódik a Széchenyi Egyetem Mérnök informatikus BSc-képzéséhez [1], [2], arra épül, annak szerves folytatása. Mivel az Egyetemen még nem volt közvetlen egyetemi szintű informatikai képzés, nem voltunk megkötve a tekintetben, hogy ragaszkodjunk meglévő, régóta oktatott tantárgyakhoz. Ez azt jelentette, hogy a tanterv tervezésében szabadon tudtunk arra koncentrálni, hogy a képzésünk minél inkább megfeleljen azoknak a gazdasági és társadalmi igényeknek, amelyek a modern informatika területén ma és főként holnap jelentkeznek a mérnöki szakmában. Úgy gondoljuk, és az itt ismertetendő tanterv is demonstrálja, hogy ezt a célt indulási, specifikálási szinten mindenképpen sikerült elérnünk. Bízunk abban, hogy a megvalósítás is ennek megfelelő lesz. 2. A kitűzött képzési célok 1) Olyan korszerű képzést adni, amely lehetőleg minden tekintetben igazodik az informatika gyorsan változó és fejlődő szakmai követelményeihez, másrészt pedig a piaci, elhelyezkedési követelményekhez, a jövőben várható trendekhez is igazodva. 2) A kiadandó diploma megnevezésével összhangban, olyan mérnök informatikus képzést megvalósítani, amelyben a végzett diplomás képes lesz az informatikai nek, szoftver nek alapvetően mérnöki megközelítésben történő tervezésére, fejlesztésére, összeállítására, integrálására, szervezésére, ill. működtetésére. 3) Az oktatni szándékozott mérnöki fejlesztési ismeretek elsősorban a számítógépes hálózatokhoz, az Internethez, ill. a Web-technológiához kapcsolódnak. Ebbe szervesen beletartozik az objektum-orientált szoftver-technológia művelése, vagyis az objektumszervezésű szoftverek létrehozásának intenzív oktatása. 4) Ugyancsak fontos szerepet kap az a képzés, amely a vállalati, intézményi folyamatokat kiszolgáló komplex információs kiépítését, integrálását, ill. hatékony felhasználását alapozza meg. Ez az irányzat ugyancsak kapcsolódik az Interneten, ill. Web-en alapuló kommunikáció és adatforgalom alkalmazásához, mégpedig vállalati szinten (intranet, extranet). A képzés kitüntetett, hangsúlyos szakmai területei a következők: a) Elméleti alapok informatikai irányultsággal: diszkrét matematika, nyelvek és fordítóprogramok, kódelmélet, algoritmuselmélet, formális módszerek, számításelmélet, mesterséges intelligencia. b) Valós idejű, ill. biztonságkritikus számítógép. c) Programozáselmélet, szoftverfejlesztés, ezek objektum-orientált megközelítése, továbbá adatbázis-kezelés, adatbányászás. 2
d) Szoftver-minőségbiztosítás, szoftver tesztelése, verifikálása és validálása. e) Elosztott, Internet-technológia és Web-technológia, szoftver-fejlesztés Webfelületen. f) Vállalati információs, információs folyamatok szervezése, vezetői információs, adattárházak szervezése, adatbányászás, adatelemzési módszerek a döntéshozatal támogatására. 3. A képzés tartalma, képzési arányok A képzési területek szerinti felosztást az alábbi táblázat mutatja be: Képzési terület: Kredit Részarány Elméleti alapozó ismeretek 24 20 % Gazdasági és humán ismeretek 12 10 % Szakmai törzsanyag 20 16,5 % Differenciált szakmai ismeretek (**) 24 20 % Szabadon választható tananyag 10 8,5 % Diplomamunka 30 25 % Összesen 120 100 **Kötelezően választható tárgyak köre. Szakirányok indítása: A differenciált szakmai tananyag lehetőséget ad szakirányok létrehozására. Egy szakirány elvégzésének feltétele 24 kreditpont megszerzése a differenciált szakmai ismeretek tantárgyaiból. Ez 6 egymással összefüggő tantárgy kijelöléséből áll, amelyeket együttesen lenne kötelező elvégezni. Jelenleg a szakon nincsen külön kitüntetett szakirány. Az oktatás legfontosabbnak tartott, és alaposan átgondolt irányvonala egyébként a Szoftver fejlesztése. Mindez UML-es, objektum-orientált megközelítésben, elosztott ben, osztott adatbázissal, az Internet-re és a Web-re építve, a Java és C++ nyelvet kitüntetve. Ez tekinthető szakiránynak is, de nem csak hat rögzített tantárgy tartozik hozzá, hanem jóval több, amelyekből a szakmai igény szerint választani lehet. Mindemellett az oktatásban részt vevő tanszékek bármikor új tárgyat állíthatnak be a repertoárba, ill. elhagyhatnak régebbieket. Mindez az informatikai szakterület gyorsan változó igényeihez való folyamatos igazodást teszi lehetővé, másrészt pedig a tanszékek között egy olyan verseny kialakulást is elősegítheti, ami várhatóan az oktatás színvonalának növeléséhez vezet. 4. A megvalósított tanterv Sorszám. Megnevezés Heti Heti Kredit: Ajánlott elm. gyak félév: 1. Intelligens 4 0 5 1 2. Web-fejlesztés 2 2 5 1 3. Szervezeti magatartás 3 0 4 1 4. Adatelemzés 3 1 5 1 5. Nyelvek és fordítóprogramok 3 0 4 1 3
6. Vállalati pénzügyek 3 0 4 2 7. Formális módszerek 3 1 5 2 8. Rendszerbiztonság 4 0 5 2 9. Elosztott 4 0 5 2 10. Algoritmuselmélet 4 0 5 2 11. Számításelmélet 4 1 5 3 12. Diplomatervezés I. 8 0 10 3 13. Diplomatervezés II. 18 0 20 4 14. Iparjogvédelem 3 0 4 4 Összes kredit: 86 Kötelezően választható tantárgyak (Differenciált szakmai anyag): Sorszám: Megnevezés: Heti Heti elm. gyak Kredit: 1. Interfész-technológia 2 1 4 2. Valós idejű 3 0 4 3. Digitális 3 0 4 4. Beágyazott 2 1 4 5. Szoftver-vizsgálat 3 0 4 6. Szoftver-ergonómia 3 0 4 7. On-line 3 0 4 8. Dokumentumkezelő 2 1 4 9. Adaptív 3 0 4 10. Fuzzy 2 1 4 11. Vezeték nélküli és mobil hírközlő 3 0 4 A tanulmányok befejezéséig a csoportból 24 kredit teljesítése kötelező! 5. Mintatanterv és tanulmányi gráf Az alábbiakban egy olyan javasolt tantervi elrendezést ismertetünk, amely megmutatja, hogy a megadott tantárgycsoportok alapján miként végezhető el összefüggően a négy félév egy hallgató számára (ld. a következő oldalt). Az ezt követő oldalon bemutatjuk azt az ún. tanulmányi gráfot, amely az Elméleti alapozás tárgyainak, ill. a Szakmai törzsanyag tárgyainak 4
egymásra épülését szemlélteti. A gráf egy adott C csomópontját képviselő tantárgy csak akkor vehető fel, ha az összes olyan tárgyból érvényes vizsgával rendelkezik a hallgató, amelynek csomópontjából közvetlen él vezet C-hez. A gráfon is látható, hogy a Diplomatervezést ugyanolyan tárgynak tüntettük fel, mint a többit, előtanulmányi feltételekkel, két félévre bontva. Ennek a megoldásnak kettős célja volt: 1) Csak az a hallgató léphessen be a diplomatervezési folyamatba, aki a kitűzött, megfelelő alaptudást már elérte. 2) A hallgatók egy bizonyos mértékű kényszerítésben, ösztönzésben legyenek a teljesítést illetően. A folyamat második félévében ugyanis csak az a hallgató folytathatja a munkát, aki az első félévben értékelhető részeredményt ért el. Ezt a tervezési mérföldkövet elfogadható dokumentummal kell zárni. Akinek ez nem sikerül, annak újra fel kell vennie a Diplomatervezés I. tárgyat. Másrészről pedig a Diplomatervezés II. tárgyra is csak az kap 1-estől eltérő jegyet, aki teljesen készen, kötve, fűzve, ragasztva, kellő időben beadja a diplomamunkáját. (Akinek nem sikerül időben beadni, az szintén újra fel kell hogy vegye a tárgyat, és egy újabb féléven át tovább dolgozni a terven.) Az elfogadás és a kredithez kapcsolódó osztályzás a belső konzulens feladatköre és hatásköre. 5
Mintatanterv a Széchenyi István Egyetem Mérnök informatikus MSc szintű Szak számára Tan. félév (1) (2) (3) (4) Nyelvek és fordítóprogramok (*) Algoritmuselmélet Számításelmélet Differenciált szakmai tárgy Intelligens Formális módszerek. Differenciált szakmai tárgy Iparjogvédelem Szervezeti magatartás Vállalati pénzügyek Differenciált szakmai tárgy Diplomatervezés II. Adatelemzés (*) Web-fejlesztés (*) Differenciált szakmai tárgy Rendszerbiztonság. (*) Elosztott Differenciált szakmai tárgy Differenciált szakmai tárgy Diplomatervezés I. 8 (10) Szabadon választható tárgy 18 (20) Szabadon választható tárgy 2 (3) Szabadon választható tárgy Szabadon választható tárgy 2 (3) 2 (2) 2 (2) Σ: 23 (29) 24 (30) 23 (30) 26 (31) Jelölések: X (Y): X: kontaktóra, Y: kreditpont. (*): A tárgyhoz számítógépes laboratóriumi munka is tartozik. Elméleti alapozás Gazd. és humán ismeretek Szakmai törzsanyag Diff. szakmai anyag Diplomatervezés Szabadon választható
Nyelvek és fordítóprogramok 1 Formális módszerek 2 Intelligens 1 Algoritmuselmélet 2 3 Számításelmélet Web-fejlesztés 1 Rendszerbiztonság 2 Adatelemzés 1 Elosztott 2 Diplomatervezés I. 3 Diplomatervezés II. 4 Tanulmányi gráf: - Elméleti alapozás - Szakmai törzsanyag
6. Egy lehetséges szakirány kötelező tantárgyai A későbbiekben létrehozható szakirányok hat, egymással összefüggő differenciált szakmai tárgyat kell hogy tartalmazzanak. Egy ilyen tárgycsoport rögzítetten jelöli ki az adott szakirányt. Az alábbiakban, szemléltető példaként, megadunk egy ilyen lehetséges tárgyhalmazt. Ez a Szoftver fejlesztése elnevezésű szakirányhoz rendelhető tantárgyak listája. A szakirány önálló indítása esetén ezeket a tárgyakat, mégpedig mindegyiket, a szakirány elvégzéséhez kötelezően kell a hallgatóknak felvenniük a Differenciált szakmai anyagból, amivel megszerzik az összesen előírt 24 kreditet: A Szoftver fejlesztése szakirány kötelezően választandó tárgyai a Differenciált szakmai anyag tárgyai közül. Előírt mennyiség: 24 kreditpont. Választás: az 1.-4. félévben: Sorszám: Tantárgy megnevezése Óra: Kredit: Javasolt félév: 1. Interfész-technológia 3 4 1. 2. Szoftver-vizsgálat 3 4 2. 3. Beágyazott 3 4 3. 4. Szoftver-ergonómia 3 4 3. 5. On-line 3 4 3. 6. Adaptív 3 4 4. Összesen 18 24 Záró megjegyzések: A mai társadalmi előrejelzések arra utalnak, hogy a legnagyobb jövője az informatikában járatos fejlesztőknek és felhasználóknak van. Anyagilag is, társadalmi presztízsben is. Minden más foglalkozáshoz képest. Persze ez csak azokra vonatkozik, akik kreatív problémamegoldó képességgel és komoly szakmai felkészültséggel rendelkeznek. Olyanokra, akik képesek lesznek a cégek, intézmények informatikai feladatait önállóan és hatékonyan megoldani. A Széchenyi Egyetemen ehhez szeretnénk minél jobb képzést, és kellő alapot adni. Végezetül, annak érdekében, hogy betekintést nyújtsunk MSc-tananyagunk tartalmába, az 1. Mellékletben bemutatjuk az Elosztott nevű kötelező tantárgy tematikáját. 7. Irodalom [1] Sziray József, Keviczky László: BSc-képzés a Mérnök informatikus szakon, Informatika a felsőoktatásban 2005, Konferencia, Debrecen, Augusztus 24-26, 2005. [2] József Sziray, László Keviczky, László T. Kóczy: BSc Education in the Engineer Informatics Course at the Széchenyi University, 7th WFEO World Congress on Engineering Education, Proceedings, pp. 221-227, Budapest, March 4-8, 2006. 8
1. Melléklet: Az Elosztott nevű tantárgy tematikája Tantárgy neve: Elosztott Tantárgyi információs lap Tantárgy típusa: Szakmai törzsanyag Heti óraszámok: 4 Ebből előadás: 4 Ebből gyakorlat: 0 Előtanulmányi feltételek: Web-fejlesztés, Adatelemzés Javasolt félév: 2. A félévzárás módja: Vizsga (v) Kreditérték: 5 A tárgy célkitűzése A tárgy célja, hogy megismertesse az elosztott számítógép- általános elméleti hátterét, a kapcsolódó algoritmusokat, továbbá alkalmazási példákon keresztül az implementációs megoldásokat. A kiindulási alapot a számítógép-hálózatok és operációs témakörben megszerzett ismeretek jelentik. A tárgy ezen ismeretek kiterjesztésével, integrált megközelítést alkalmazva mutatja be az elosztott kel szemben támasztott követelményeket, a működési elveket, a tervezési koncepciókat, a megvalósítási lehetőségeket, valamint az alkalmazott technikákat. A tananyag részletezése Bevezetés: Számítógép-hálózatok, elosztott Átlátszóság, nyíltság, méretezhetőség. Elosztott hardver. Elosztott szoftver-koncepciók. A kliens-szerver modell: Az alap kliens-szerver modell. Több rétegű kliens-szerver architektúra. Szolgáltatásfelderítés. Kommunikációs paradigmák: Rétegzett protokollok. Távoli eljáráshívás. Távoli metódushívás. Üzenettovábbítás, socket absztrakció. Csoportkommunikáció, multicast. Névterek: Egyedi nevek. A DNS rendszer. Mobil objektumok. Konkurrens folyamatok: Konkurrencia. Szinkronizálás. Alacsony szintű szinkronizáló algoritmusok. Szemaforok, számlálók. Megbízhatóság és replikációs technikák: Redundancia. Konzisztencia modellek. Szétterítési protokollok. Replikációs sémák. Hibatűrés: Szoftver hibatűrés. Megbízhatósági modellek. Összeomlás-állóság. Biztonság: Fenyegetettség, támadások. Titkosítási eljárások. Biztonsági mechanizmusok. Biztonsági protokollok. Middleware (köztes szoftver) megoldások: A middleware paradigma. Java middleware. CORBA. COM, DCOM,.NET. IBM MQSeries, IBM-SOA. Vállalati adatáruházak felépítése és szervezése. 9
A World Wide Web: A HTTP protokoll. Dokumentum reprezentáció. Kliens és szerver oldali programok. Konkurrencia-kezelés. Méretezhetőségi kérdések. Web middleware, SOAP. Aktuális fejlesztési kérdések: Grid. Peer-to-peer. Szoftver ágensek (ügynökök). Irodalom Oktatói segédanyagok (egyben ajánlott irodalom a hallgatók számára) 1. George Coulouris, Jean Dollimore, Tim Kindberg: Distributed Systems: Concept and Design, Addison-Wesley Publishing Company, USA, 1994. 2. A. S. Tanenbaum, M. van Steen: Distributed Systems, Principles and Paradigms, Prentice Hall, USA, 2002. 3. J. Bacon, T. Harris: Operating Systems, Concurrent and Distributed Software Design, Addison-Wesley Publishing Company, USA, 2003. 4. W. Jia, W. Zhou: Distributed Network Systems, From Concepts to Implementations, Springer Verlag, Germany, 2005. 5. Andrew S. Tanenbaum: Számítógép-hálózatok, Panem Könyvkiadó - Prentice-Hall International, Inc., Budapest, 2004. 6. Larry L. Peterson, Bruce S. Davie: Computer Networks, A Systems Approach, Morgan Kaufmann Publishers, San Francisco, USA, 2000. 7. James Kurose, Keith Ross: Computer Networking: A Top Down Approach Featuring the Internet, Addison-Wesley Publishing Company, USA, 2000. Utolsó módosítás: 2008. április 14. Készítette: Heckenast Tamás, dr. Sziray József 10