2 . Описания и модели. Аспекты описаний

Дата: 2025-05-01; Просмотры: 3

Оценка:

0.00 из 5.00 — оценок

Скачиваний: 0

Скачать

Для генерации описаний продукции на различных стадиях ее создания используют методы и модели, предоставленные научными дисциплинами или лучшими практиками.

Еще одно определение модели: М есть модель системы S, если М может быть использована для получения ответов на вопросы относительно S с точностью А. Такое определение закладывает основы практического моде­лирования.

Степень точности (подробности, детальности) ответов на вопросы к модели, цель и предполагаемое использование модели, формулируется в начале процесса моделирования и должны быть измеримы и достижимы. Только в этом случае можно определить то состояние, в котором процесс моделирования и модель можно считать завершенными.

Целью модели (описания) является получение ответов на некоторую совокупность вопросов, интересующих коллектив разработчиков продукции или процессов.

Следует отметить некоторое «тонкое» различие между терминами «описание» и «модель». Термин «описание» чаще используют для документирования знаний, которые основаны на наблюдениях или опыте. Термин «модель» чаще используется, чтобы передать идеализацию системы или объекта. То есть под моделью чаще понимают идеализированную систему объектов, свойств и отношений. Нужно также иметь ввиду, что для модели, в общем случае, характерны следующие свойства:

· уменьшенный масштаб (размер) моде­ли, точнее, ее сложность, степень кото­рой всегда меньше, чем у оригинала. При построении модели сознательно вводятся упрощения;

· сохранение ключевых соотношений между разными частями;

· работоспособность, т.е. возможность в принципе работать, как оригинал - моделируемый объект (во всяком случае, по­хожим образом);

· адекватность действительным свойствам оригинала (степень достоверности).

При этом описания отражают различные аспекты и свойства продукции и процессов ее создания, интересующие разработчиков стадий жизненного цикла. Спектр аспектов и свойств процессов жизненного цикла продукции очень широк и не все они отражены в имеющихся моделях, методиках и нормативах.

Билет №12

1. Функциональное моделирование. Начало

Функциональная модель (система функций: элементом системы является функция) представляет с требуемой степенью детализации функции, связанные объектами (данными).

Прежде чем начать функциональное моделирование, автор проводит подготовку к нему, которая включает выбор цели модели, точки зрения, с которой будет представлена модель и предполагаемое использование построенной и проверенной модели.

Сведения об изучаемой системе авторы получают с помощью методики сбора информации: изучения документов, наблюдений за выполнением работ, анкетирования, использования собственных знаний, опросов экспертов.

Начало моделирования заключается в создании диаграмм А0 и А-0, которые описывают изучаемую систему с минимальной степенью детализации. Создавая их, автор предприни­мает начальную попытку декомпозиции системы (анализ), а затем обобщения полученной декомпозиции (синтез). Декомпозиция (диаграмма А0) освещает наибо­лее важные функции и объекты системы. Обобщение (диаграмма А-0) трактует систему как «черный ящик», дает ей название и опреде­ляет наиболее важные входы, управления, выхо­ды и, возможно, механизмы.

Цель и точка зрения модели определяются на самой ранней стадии создания модели. Иногда оказывается, что определить цель и точку зрения в самом начале моделирования чрезвычайно трудно. В этом случае их следует уточнить или определить в процессе создания диаграммы А0.

Модель должна дать ответы на вопросы с за­данной степенью точности (детальности). Если модель отвечает не на все вопросы или ее ответы недостаточно точны, то модель не достигла своей цели.

2. Каскадный метода выпуска (проектирования): условия применения, преимущества, недостатки

«Каскадный» или «водопадный» (waterflow) метод (рис. 1) эффективно применяется в тех случаях, где в самом начале разработки можно достаточно точно и полно сформулировать концепцию и требования к создаваемой продукции, которые не претерпевают изменений при создании продукции, выполнении фазы, стадии, этапа или процесса проектирования. Для него характерен переход от предыдущих фаз, стадий, этапов к последующим работам только после полного завершения предыдущих работ с выпуском комплекта документов достаточного для продолжения работ.

Рис.1

Реальный процесс создания продукции, даже при неизменных требованиях к ней, часто не укладывался в такую жесткую последовательную схему. Возникает потребность в уточнении или пересмотре ранее принятых решений. Вследствие этого реальный процесс создания продукции становится итерационным, его схема приобретает вид рис. 2.

Рис. 2

Схема показывает, что возможные ошибки, допущенные на ранних стадиях создания продукции, могут вызывать затраты на их ликвидацию на всех стадиях создания продукции и тем большие, чем позже они обнаруживаются. На обнаружение ошибок, допущенных в фазе анализа и проектирования, расходу­ется примерно в 2 раза больше времени, а на их исправление - примерно в 5 раз, чем на ошибки, допущенные в более поздних фазах. Кроме того, ошибки анализа и проектирования обнаруживаются часто самими пользователями, что вызывает их недовольство.

Билет № 13

1. SADT – диаграмма модели. Общие характеристики.

SADT-модель описывает функции (действия, работы) и объекты (информационные и материальные), и их взаимодействие между собой. В зависимости от того, что принять в качестве элементов системы, а что в качестве связей между элементами (работы или объекты) можно построить дуальные системы: систему функций или систему данных (при этом под данными понимается совокупность информационных и/или материальных объектов).

Функциональная модель (система функций: элементом системы является функция) представляет с требуемой степенью детализации функции, связанные объектами (данными).

Модель данных (система данных: элементом системы являются материальные и информационные объекты) - это подроб­ное описание объектов системы, связанных функциями.

Целью модели (описания) является получение ответов на некоторую совокупность вопросов, интересующих коллектив разработчиков продукции или процессов. Эти вопросы руководят процессом создания модели, направляя исследования. Модель должна дать ответы на вопросы с за­данной степенью точности (детальности). Если модель отвечает не на все вопросы или ее ответы недостаточно точны, то модель не достигла своей цели.

Совокупность вопросов для модели формулируется в начале ее создания при знакомстве автора модели с решаемой задачей. При этом суть вопросов может быть выражена в одной-двух фразах, обобщающих вопросы и отражающих цель модели.

Степень точности (подробности, детальности) ответов на вопросы к модели, цель и предполагаемое использование модели, формулируется в начале процесса моделирования и должны быть измеримы и достижимы. Только в этом случае можно определить то состояние, в котором процесс моделирования и модель можно считать завершенными.

2. Технология SADT . Синтез структуры на основе анализа знаний .

SADT (англ. Structured Analysis and Design Technique) — методология структурного анализа и проектирования, интегрирующая процесс моделирования, управление конфигурацией проекта, использование дополнительных языковых средств и руководство проектом со своим графическим языком

В начале моделирования автор не только выбирает точку зрения, определяет цель, но и собирает данные о системе с помощью различных способов (личный опыт, опросы, литература и т.п.). На основе этих данных определяется важность того или иного элемента структуры, вносятся замечания в блоки и стрелки, определяются управления и механизмы и т.п.

Билет № 14

1. SADT - диаграммы функциональной модели: правила построения

Функциональная модель (система функций: элементом системы является функция) представляет с требуемой степенью детализации функции, связанные объектами (данными).

Описания модели представляется совокупностью диаграмм. Каждая диаграмма содержит описание подсистемы и информацию, идентифицирующую модель, диаграмму и ее взаимосвязь с другими диаграммами модели.

Диаграмма является основным рабочим элементом при создании модели и разрабатывается с использованием синтаксических правил

Графика диаграмм позволяет определить системные функции и показать, как они влияют друг на друга. В функциональных моделях элементы системы - блоки (функции, работы) на диаграммах изо­бражаются прямоугольниками. Названиями блоков служат глаголы или глаголь­ные обороты.

Каждая сторона блока имеет определенное наз­начение: левая– для входов; верхняя - для управления; правая - для выходов; нижняя - для механизмов.

Такое обо­значение отражает определенные системные принципы:

· входы преобразуются в выходы;

· управление ограничивает или предписывает ус­ловия выполнения преобразований;

· механизмы показывают с использованием кого или чего выполняется функция.

Один блок и несколько дуг на самом верхнем уровне иерархии используются для опреде­ления границы всей системы. Этот блок описы­вает общую функцию, выполняемую системой. Дуги, взаимодействующие с этим блоком, описывают глав­ные управления, входы, выходы и механизмы этой системы. Диаграмма, состоящая из одного блока и его дуг, определяет границу системы и называется контекстной диаграммой модели. Таким образом, этот блок изображает границу системы: все, лежащее внутри него, является частью описываемой системы, а все, лежащее вне его, образует среду системы.

2. Достоверность SADT -моделей и технология моделирования

Достоверная модель – та модель, которая с заданной степенью точности описывает процесс или систему, и не противоречит и подтверждает реальные свойства и поведение объекта или системы.

Созданные автором модели последовательно улуч­шаются до тех пор, пока они не будут точными вследствие их итератив­ного рецензирования, в процессе которого автор, и читатель (эксперт) многократно совещаются (устно и пись­менно) относительно достоверности создаваемой модели. Итеративное рецензирование называется циклом автор/читатель.

Цикл автор/читатель начинается в тот мо­мент, когда автор принимает решение распро­странить информацию о какой-либо части своей работы с целью получения отзыва о ней. Мате­риал для распространения оформляется в виде «папок» - небольших пакетов с результатами рабо­ты, которые критически обсуждаются другими специалистами в течение определенного времени. Сделанные письменные замечания также поме­щаются в папку в виде нумерованных коммента­риев.

Затем автор отвечает на каждое замеча­ние и обобщает критику, содержащуюся в заме­чаниях. С помощью таких обсуждений можно достаточно быстро обмениваться идеями. Таким образом, методология SADT поддерживает как параллельный, так и асинхронный просмотр мо­дели, что является наиболее эффективным спосо­бом распределения работы в коллективе. Мо­дель редко создается одним авто­ром.

Степень приня­тия диаграммы и уровень достиже­ния консенсуса для нее определяется на начальном этапе проектирования значением терминов: «рабочая», «эскиз», «рекомендовано», «публикация». Например, термин «рабочая версия» может от­носиться к первому, черновому варианту диа­граммы. «Эскиз» может относиться к следующим ее версиям, которые нуждаются в уточнениях. «Рекомендовано» может означать, что диаграмма готова для окончательного утверждения, а «публикация» - что диаграмма окончательно утвер­ждена.

Когда автор сочтет, что набор диаграмм, пред­ставляющий собой хорошо проработанную часть модели, достиг уровня «рекомендовано», он посылает их на окончательное утверждение в Комитет технического контроля. Комитет технического контроля представляет письменно свои замеча­ния, автор отвечает на них, а библиотекарь обес­печивает своевременность рецензирования, рас­сылая напоминания. Авторы переделывают диаграммы в соот­ветствии с замечаниями Комитета технического контроля. Когда Комитет технического контроля сочтет, что данный набор диаграмм можно утвердить, решение об утверждении поступает к библиотекарю, который сообщает о нем автору. Утвержденные диаграммы печатаются и распространяются как среди участников проекта, так и среди других специалистов. Утвержденные модели печатаются также в виде документов для использования на более поздних стадиях проекта.

Технология моделирования заключается в том, что модель могут делать одновременно несколько авторов, точнее каждый делает отдельные элементы \ подсистемы. Так же проверять могут тоже несколько рецензентов и впоследствии эти замечания обобщаются. Важную роль играет общая база данных – она и позволяет одновременно работать нескольким людям с 1 моделью.

Билет №15

1. Концептуальные схемы данных, суть и язык метода IDEF 1 X

IDEF 1 X – методология моделирования данных, в которой система данных представляет элементы системы как материальные и информационные объекты и в которой используется условный синтаксис, специально разработанный для удобного построения концептуальных схем.

Основы конструкции: предметы (сущности, к которым относятся данные, т.е. люди, места, идеи, события и тп); отношения между этими предметами; характеристики этих предметов.

Концептуальной схемой мы называем универсальное представление структуры данных в рамках коммерческого предприятия, независимое от конечной реализации базы данных и аппаратной платформы.

Концептуальная схема должна обладать тремя важными свойствами:

· Она должна быть согласованной с инфраструктурой бизнеса (деятельности) и верной во всех сферах применения.

· При ее расширении новые данные должны определяться без изменения ранее определенных данных.

· Она должна удобно адаптироваться как к точкам зрения пользователей, так и к многообразию структур хранения данных и доступа к ним.

Семантическая модель данных является абстрактной схемой, показывающей, как хранящиеся символы соотносятся с реальным миром. IDEF 1 X - это методология семантического моделирования данных.

Компонентами IDEFlX-модели являются:

1. Сущности

¨ Независимые от идентификаторов сущности

¨ Зависимые от идентификаторов сущности

2. Отношения

¨ Отношения, идентифицирующие связи

¨ Отношения, не идентифицирующие связи

¨ Отношения категоризации

¨ Неспецифические отношения

3. Атрибуты/ключи

¨ Атрибуты

¨ Первичные ключи

¨ Альтернативные ключи

¨ Внешние ключи

"Сущность" представляет множество реальных или абстрактных предметов (людей, объектов, мест, событий, состояний, идей, пар предметов и т.д.), обладающих общими характе­ристиками (атрибутами).

Специфическое отношение связи или просто отношение связи, называемое также отношение родитель-потомок или отношение зависимости существования, - это ассоциация или связь между сущностями, при которой каждый экземпляр одной сущности, называемой родительской сущностью, ассоциирован с произвольным (в том числе нулевым) количеством экземпляров второй сущности, называемой сущностью-потомком, а каждый экземпляр сущности-потомка ассоциирован в точности с одним экземпляром сущности-родителя.

Атрибут представляет тип характеристик или свойств, ассоциированных с множеством реальных или абстрактных объектов (людей, объектов, мест, событий, состояний, идей, пар предметов и т.д.). Экземпляр атрибута - это определенная характеристика отдельного элемента множества.

2. Понятие модели, определение модели в SADT

Модель - это упрощенное представление реального устройства и/или протекающих в нем процессов, явлений.

М есть модель системы S, если М может быть использована для получения ответов на вопросы относительно S с точностью А. Такое определение закладывает основы практического моде­лирования.

Для модели, в общем случае, характерны следующие свойства:

· уменьшенный масштаб (размер) модели, точнее, ее сложность, степень которой всегда меньше, чем у оригинала.

· сохранение ключевых соотношений между разными частями;

· работоспособность, т.е. возможность в принципе работать, как оригинал -моделируемый объект (во всяком случае, по­хожим образом);

· адекватность действительным свойствам оригинала (степень достоверности).

SADT-модель – модель, которая описывает функции (действия, работы) и объекты (информационные и материальные), и их взаимодействие между собой. В зависимости от того, что принять в качестве элементов системы, а что в качестве связей между элементами (работы или объекты) можно построить дуальные системы: систему функций или систему данных (при этом под данными понимается совокупность информационных и/или материальных объектов).

Билет №16

1. Модель сценария. Суть и язык метода IDEF3.

Стандарт IDEF3 - это методология описания процессов, рассматривающая последовательность выполнения и причинно-следственные связи между ситуациями и событиями для структурного представления знаний о системе и описания изменения состояний объектов, являющихся составной частью описываемых процессов. Он выразительно и однозначно описывает динамику процессов и событий.

Описания процессов в стандарте IDEF3 выполняются с использованием графического представления материальных и информационных потоков, взаимоотношений между операциями и объектами. IDEF3 описывает логику выполнения работ, очередность их запуска и завершения, т.е. IDEF3 предоставляет инструмент описания сценариев действий. Диаграммы первого типа описания, называются диаграммами Описания Последовательности выполнения процесса (Process Flow Description Diagrams, PFDD) (сфокусирована на процессах (работах) и их временных, причинных, и логических отношениях в пределах сценария,). Второй тип диаграмм описывает Состояния Объекта и Трансформаций в Процессе и называется (Object State Transition Network, OSTN) - Сеть изменений объектных состояний (сфокусирована на объектах (данных) и их изменении работами).

Графическими элементами диаграмм являются: единицы поведения (ситуации) Unit of Behavior (UOB) или, другими словами, работы (UOW – Unit Of Work); связи старшинства; перекрестки; объекты ссылки; примечания. Объекты ссылки и примечания - конструкции, которые являются общими для диаграмм PFDD и OSTN. В правом нижнем углу UOB элемента располагается ссылка (IDEF0/USER или другие), которая используется либо для указания ссылок на элементы из функциональной модели IDEF0, либо для указания на отделы или конкретных исполнителей, которые будут выполнять работу.

Связи необходимы для описания динамики происходящих процессов и, прежде всего, для показа отношений между работами. Для отображения временной последовательности выполнения сценариев в диаграммах описания процесса используются два основных типа однонаправленных связей: связи старшинства и отношений.

Связь старшинства (сплошная линия со стрелкой) показывает, что работа-источник должна закончиться раньше, чем начнется работа-цель. Если результатом работы-источника является объект, необходимый для запуска работы-цели, то связи, обозначающие объект, изображают с двумя стрелками. Имена стрелок должны ясно идентифицировать изображаемые объекты.

Связь отношения (пунктирная линия) используется для изображения связей между единицами работ, а также между единицами работ и объектами ссылок. Она альтернативна связи старшинства в части задания последовательности выполнения единиц работ: работа источник не обязательно должна закончиться прежде, чем работа-цель начнется.

Для отображения логики отношений между множеством событий, логики взаимодействия стрелок при их слиянии и разветвлении, временной синхронизации активизации элементов диаграмм IDEF3 используются перекрестки (Junctions).

Различают перекрестки для слияния (Fan-in Junction) и разветвления (Fan-out Junction) стрелок.

2. Ключевые идеи концепции CALS:

· системность подхода, в рамках которого ставится и решается задача поддержки всех процессов в ЖЦ изделия, не ограничиваемая рамками одного предприятия и географическими границами;

· отказ от бумажных документов как способа представления результатов интеллектуальной деятельности и обмена информацией; переход к прямому использованию и обмену электронными данными без их бумажного документирования;

· переход от традиционных технологий, методов и средств организации инженерного труда к современным компьютерным технологиям, методам и средствам; адаптация действующих нормативных документов к новым условиям (корректировку и последующую замену стандартов, систем норм);

· акцент на информационную интеграцию и совместное использование данных, достигаемые применением комплекса международных стандартов, определяющих технику и формат представления информации в различных процессах ЖЦ изделия

Билет № 17

1. Функциональное моделирование: продолжение моделирования.

Функциональная модель (система функций: элементом системы является функция) представляет с требуемой степенью детализации функции, связанные объектами (данными).

Следующие шаги моделирования направлены на декомпозицию функций (ограниченных подсистем) диаграммы А0 и функций диаграмм, полученных при декомпозиции родительских диаграмм, вплоть до достижения цели моделирования и заданной степени детальности описания.

Процесс декомпозиции сводится к детальному анализу наборов объектов ограниченной подсистемы (функции) родительской диаграммы, формирования из них поднаборов объектов, синтез работ, использующих поднаборы объектов, формированию функций дочерней диаграммы и построения дочерней диаграммы на основании списка поднаборов и функций.

Декомпозиция функции родительской диаграммы похожа на началь­ный этап моделирования, но проще, так как ее контекст уже определен. Строить диаграмму, исходя из этой информации, проще, потому что список данных создается на основе дуг, входящих в блок и выходящих из него. Однако процесс декомпозиции предполагает выявление новой информации о подсистеме на более высоком уровне детализации, используя совокупность методов сбора информации в соответствии с установленными целями и точкой зрения.

Декомпозиция начинается с определения самого содержатель­ного блока - блока, декомпозиция кото­рого будет оказывать большое влияние на будущие декомпозиции других блоков этой диаграммы. При его выборе следу­ет учитывать доминирование, функциональную сложность и понятность. Лучшим блоком для первой декомпозиции будет тот, который позволит наиболее глубоко проникнуть в суть рассматриваемой системы.

2. Понятие метода и его формальное описание.

Для генерации описаний продукции на различных стадиях ее создания используют методы и модели, предоставленные научными дисциплинами или лучшими практиками.

Метод - организованная, специализированная дисциплина или практика. Метод может иметь не обязательную теоретическую основу. Методы развиваются как обобщение опыта, лучшей практики в специальной области деятельности. Под методом можно понимать процедуру выполнения чего-либо.

Метод:

• создается, чтобы облегчить использование научного подхода к решению проблемы

• процедура выполнения чего-либо

• может иметь не обязательную теоретическую основу организованная, специализированная дисциплина или практика (обобщение опыта, лучшей практики)

Метод может быть описан формально как состоящий из трех компонентов: определения, дисциплины, и компонента использования.

«Определение» описывает задействованные методом основные сущности и взаимоотношения, используемые концепции и теорию его действия.

«Дисциплина» включает синтаксис и процедуру применения метода. Процедура метода дает пользователю надежный путь достижения хороших результатов. Синтаксис метода устраняет двусмысленность. Многие методы системного анализа и инженерные методы используют графический синтаксис, обеспечивающий визуализацию собранных данных так, чтобы основная информация могла легко читаться.

«Использование» описывает, как успешно применять метод в различных ситуациях.

Методы создаются, чтобы облегчить использование научных подходов к решению проблемы. Эта цель достигается:

· созданием и осмыслением важных объектов, отношений, и ограничений, которые должны быть выявлены, рассмотрены или определены;

· использованием дисциплины метода, которая рождена опытом лучших специалистов-практиков и ведет к желаемому результату.

·