1-mavzu. Murakkab tizimlarni yaratishda tizіmli yondashuv reja

Murakkab tizim yondashuvlari uchun loyihalashning umumiy xususiyatlari
Murakkab tizimlarni loyihalashning barcha yondashuvlari quyidagi xususiyatlar bilan ham tavsiflanadi.

• 
  Dizayn topshiriqlari va hujjatlarining parchalanishi, bosqichlar, bosqichlar, loyihalash tartib-qoidalarini taqsimlash bilan ifodalangan loyihalash jarayonini strukturalash . Ushbu struktura blok-ierarxik dizayn yondashuvining mohiyatidir.
  
• 
  Dizaynning takroriy xususiyati.
  
• 
  Dizayn yechimlari va dizayn vositalarini tiplashtirish va unifikatsiya qilish.
  

Murakkab tizimlarni modellashtirishda blok-ierarxik yondashuv
Tabiatda ham, texnikada ham murakkab tizimlarning aksariyati ierarxik ichki tuzilishga ega. Buning sababi shundaki, odatda murakkab tizimlar elementlarining ulanishlari ham turi, ham kuchi jihatidan farq qiladi, bu bizga ushbu tizimlarni o'zaro bog'liq bo'lgan ma'lum bir quyi tizimlar to'plami sifatida ko'rib chiqishga imkon beradi. Bunday quyi tizimlar elementlarining ichki aloqalari quyi tizimlar orasidagi bog'lanishlarga qaraganda kuchliroqdir. Butun tizimning xatti-harakati, odatda, alohida qismlarning xatti-harakatlariga qaraganda murakkabroq va kuchli ichki aloqalar tufayli tizimning xususiyatlari, asosan, uning qismlari emas, balki uning qismlari o'rtasidagi munosabatlarga bog'liq.
Tizimni loyihalash jarayonida tizim haqida ma'lum g'oyalar shakllanadi, bu uning muhim xususiyatlarini turli darajadagi tafsilotlar bilan aks ettiradi. Ushbu vakilliklarda tarkibiy qismlarni - dizayn darajalarini ajratish mumkin. Muayyan ierarxik darajadagi model tillari, muammo bayonlari, tavsiflash usullari to'plami odatda dizayn darajasi deb ataladi.
Dizayn darajalari gorizontal (ierarxik) va vertikal dizayn darajalariga bo'linadi. Vertikal dizayn darajalari aspektlar deb ham ataladi. Dizayn jarayonida har bir ob'ekt, qoida tariqasida, bir necha tomondan ko'rib chiqilishi kerak. Dizayn ob'ektiga turli xil qarashlar dizayn aspektlari deb ataladi.
Har bir aspekt doirasidagi murakkab ob'ektlar haqidagi tasvirlar ierarxik darajalarga (abstraksiya darajalariga) bo'linishi kerak. Dizaynning vertikal darajalari orasida quyidagilar ajralib turadi.

• 
  1. Funktsional dizayn : tuzilmaning asosiy xususiyatlarini, ishlash tamoyillarini, yaratilayotgan ob'ektlarning eng muhim parametrlari va xususiyatlarini aniqlash.
  
• 
  2. Algoritmik loyihalash : EHM va hisoblash tizimlarining (XS) ishlashi uchun algoritmlarni ishlab chiqish, ularning umumiy tizimi va amaliy dasturlarini yaratish.
  
• 
  3. Strukturaviy loyihalash: funktsional loyihalash natijalarini loyihalashtirish (shakllar, materiallarni tanlash, qismlarni joylashtirish va boshqalar).
  
• 
  4. Texnologik loyihalash : dizayn loyihasi natijalarini amalga oshirish (mahsulot ishlab chiqarish uchun texnologik jarayonlarni yaratish).
  

Shu bilan birga, har bir quyi tizimning tavsifi juda batafsil bo'lmasligi kerak, chunki bu haddan tashqari noqulay tavsiflarga va paydo bo'ladigan dizayn muammolarini hal qilishning imkonsizligiga olib keladi.
Gorizontal (ierarxik) darajalarni taqsimlash dizaynga blok-ierarxik yondashuv asosida yotadi. Yuqori darajada, loyihalashtirilayotgan tizimning faqat eng umumiy xususiyatlari va xususiyatlarini aks ettiruvchi eng kam batafsil tasvirdan foydalaniladi. Keyingi darajalarda tavsifning batafsil darajasi oshadi va shu bilan birga tizimning alohida bloklari ko'rib chiqiladi, lekin ularning har biriga qo'shnilarining ta'sirini hisobga olgan holda. Ushbu yondashuv har bir ierarxik darajadagi maqbul murakkablikdagi vazifalarni shakllantirishga imkon beradi, ularni mavjud dizayn vositalaridan foydalangan holda hal qilish mumkin. Darajaga bo'linish shunday bo'lishi kerakki, har qanday darajadagi blok uchun hujjatlar ko'rinadigan va bir kishi tomonidan qabul qilinadi.
Boshqacha qilib aytadigan bo'lsak, blok-ierarxik yondashuv - bu katta o'lchamdagi murakkab muammolarni ketma-ket va (yoki) parallel ravishda kichik o'lchamli muammolar guruhlariga bo'lishga asoslangan dekompozitsion yondashuv (uni diaoptik deb ham atash mumkin), bu esa sezilarli darajada kamaytiradi. foydalaniladigan hisoblash resurslariga yoki hal qilish vaqtiga qo'yiladigan talablar.
Parchalanishda alohida qismlar orasidagi bog'lanishlar qismlar ichidagi elementlarning ulanishlariga qaraganda zaifroq bo'lishi kerakligi hisobga olinadi. Bundan tashqari, ishlab chiqilayotgan ob'ektni olingan qismlardan yig'ish imkoniyatiga ega bo'lish uchun parchalanish jarayonida qismlar orasidagi barcha turdagi bog'lanishlarni aniqlash kerak. Juda murakkab ob'ektlarni yaratishda parchalanish jarayoni takrorlanadi: har bir blok, o'z navbatida, siz nisbatan oson ishlab chiqiladigan bloklarni olmaguningizcha qismlarga bo'linadi. Rivojlanishning ushbu usuli incremental detailing deb ataladi.
Bundan tashqari, parchalanish jarayonida ular umumiy asosda ishlab chiqilishi mumkin bo'lgan o'xshash bloklarni aniqlashga harakat qilishlari ham muhimdir. Shunday qilib, yuqorida aytib o'tilganidek, ular kodlarning takrorlanuvchanligi darajasini oshirishni va shunga mos ravishda ishlab chiqish xarajatlarini kamaytirishni ta'minlaydi.
Parchalanish natijasi odatda ierarxiya diagrammasi sifatida taqdim etiladi, uning pastki darajasida nisbatan oddiy bloklar va yuqori qismida - ishlab chiqiladigan ob'ekt joylashgan. Har bir ierarxik darajada bloklarning tavsifi ahamiyatsiz tafsilotlardan mavhumlashtirib, ma'lum darajada tafsilotlar bilan amalga oshiriladi. Binobarin, har bir daraja uchun ular har bir blok tomonidan bajariladigan jarayonlarning mohiyatini aks ettiruvchi o'z hujjat shakllari va o'z modellaridan foydalanadilar. Shunday qilib, umuman ob'ekt uchun, qoida tariqasida, faqat eng umumiy talablarni shakllantirish mumkin va quyi darajadagi bloklar, ular haqiqatda ishlaydigan ob'ektga yig'ilishi uchun aniqlanishi kerak. Boshqacha qilib aytganda, blok qanchalik katta bo'lsa, uning tavsifi shunchalik mavhum bo'lishi kerak.
Agar ushbu printsipga rioya qilinsa, ishlab chiquvchi loyihani tushunish qobiliyatini saqlab qoladi va shuning uchun har bir bosqichda eng to'g'ri qarorlarni qabul qilishi mumkin, bu mahalliy optimallashtirish deb ataladi (ob'ekt xususiyatlarini global optimallashtirishdan farqli o'laroq, bu har doim ham mumkin emas. haqiqatan ham murakkab ob'ektlar).
Demak, blok-ierarxik yondashuv parchalanish va ierarxik tartiblashtirishga asoslangan. Quyidagi tamoyillar ham muhim rol o'ynaydi.

• 
  1. Konsistensiya - elementlarning o'zaro muvofiqligini nazorat qilish.
  
• 
  2. To'liqlik - keraksiz elementlarning mavjudligini nazorat qilish.
  
• 
  3. Rasmiylashtirish - uslubiy yondashuvning qat'iyligi.
  
• 
  4. Takroriylik - xarajatlarni kamaytirish va rivojlanishni tezlashtirish uchun bir xil bloklarni ajratish zarurati.
  
• 
  5. Lokal optimallashtirish - ierarxiya darajasida optimallashtirish.
  

Blok-ierarxik yondashuv murakkab tizimlarni amalga oshirishga qo'shimcha ravishda:
• butun tizim va sog'lig'ini tekshirishni soddalashtiradi
va alohida bloklar;
• interfeyslarni saqlab qolgan holda ishonchsiz bloklarni almashtirish kabi tizimlarni yangilash imkoniyatini beradi.