Понятие структурного анализа

Принципы структурного анализа

Понятие структурного анализа

СОДЕРЖАНИЕ

ГЛАВА 3 СТРУКТУРНЫЙ АНАЛИЗ. 2

1. Понятие структурного анализа. 2

1.1. Принципы структурного анализа. 2

1.2. Классификация структурных методологий. 2

1.3. Средства структурного анализа. 4

1.4. Модели «AS-IS» и «TO-BE». 4

2. Анализ требований. 5

2.1. Функциональные модели. 5

2.1.1. DFD – диаграммы потоков данных. 5

2.1.1.1. DFD – диаграммы потоков данных. 5

2.1.1.2. Словарь данных. 16

2.1.1.3. Методы задания спецификации процессов. 19

2.1.2. SADT – диаграммы моделирования бизнес-процессов. 29

Общие свойства модели. 31

Модель отвечает на вопросы.. 31

Модель имеет единственный субъект. 31

У модели может быть только одна точка зрения. 32

Иерархия диаграмм.. 32

2.1.3. IDEF3 – диаграммы потоков работ. 34

2.2. Модели данных. 39

2.2.1. Нотация IDEF1X.. 42

2.3.1. Спецификации управления. 48

3. Проектирование. 52

3.1. Задачи этапа проектирования. Модель реализации. 52

3.2. Функциональные модели проектирования. 52

3.2.1. Модель системных процессов (С.89 Вендров) 52

3.2.2. Иерархия экранных форм и меню.. 53

3.2.3. Структурные схемы программ (структурные карты) 53

«Царь
Вызывает антирес
Ваш технический прогресс:
Как у вас там сеют брюкву
С кожурою али без.
Посол
Йес!»
Л. Филатов «Сказ про Федота-стрельца. «

ГЛАВА 3
СТРУКТУРНЫЙ АНАЛИЗ

Умение чесать левой ногой за правым ухом является показателем низкой квалификации человека как аналитика-программиста. Аналитик должен уметь найти способ и инструмент, чтобы решение оказалось естественным.

Из книги Н.Н.Непейвода, И.Н.Скопин «Основания программирования»

Структурным анализом принято называть метод исследования системы, который начинается с ее общего обзора и затем детализируется, приобретая иерархическую структуру со все большим числом уровней.

Проблема сложности, о которой мы уже говорили во введении, является главной проблемой, которую приходится решать при создании больших и сложных систем любой природы, в том числе и ИС. Основной принцип управления любой сложной системой был известен давно: «divide et impera» — «разделяй и властвуй». Методы структурного анализа и проектирования стремятся преодолеть сложность больших систем путем расчленения их на части. Сложная программная система на верхнем уровне должна состоять из небольшого числа относительно независимых компонентов с четко определенными интерфейсами. Затем декомпозиции подвергаются выделенные на первом этапе компоненты, и так далее до заданного уровня детализации. Таким образом, система представляется иерархией с несколькими уровнями абстракции.

При этом автоматизируемая система сохраняет целостное представление, в котором все составляющие компоненты взаимоувязаны. При разработке системы «снизу-вверх» от отдельных задач ко всей системе целостность теряется, возникают проблемы при информационной стыковке отдельных компонентов.

Таким образом, базовыми принципами структурного подхода являются:

o принцип «разделяй и властвуй«

• принцип иерархического упорядочения, когда составные части системы организуются в иерархические древовидные структуры.

Примечание. Выделение двух базовых принципов не означает, что остальные принципы являются второстепенными, поскольку игнорирование любого из них может привести к непредсказуемым последствиям (в том числе и к провалу всего проекта). Основными из этих принципов являются следующие:

· принцип абстрагирования — заключается в выделении существенных аспектов системы и отвлечения от несущественных;

• принцип формализации — заключается в необходимости строгого методического подхода к решению проблемы;
• принцип непротиворечивости — заключается в обоснованности и согласованности элементов;
• принцип структурирования данных — заключается в том, что данные должны быть структурированы и иерархически организованы.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: Сдача сессии и защита диплома — страшная бессонница, которая потом кажется страшным сном. 9249 — | 7448 — или читать все.

Лекция Понятие о структурном анализе

Код роботи: 1204

Вид роботи: Лекція

Предмет: Механіка

Тема: Понятие о структурном анализе

Кількість сторінок: 11

Дата виконання: 2016

Мова написання: російська

Ціна: безкоштовно

1. Основные понятия структурного анализа

2. Цели и задачи кинематического анализа

3. Основные виды механизмов

Вопросы для самопроверки

Cтруктура любой технической системы определяется функционально связанной совокупностью элементов и отношений между ними. При этом для механизмов под элементами понимаются звенья, группы звеньев или типовые механизмы, а под отношениями подвижные (КП) или неподвижные соединения. Поэтому под структурой механизма понимается совокупность его элементов и отношений между ними, т.е. совокупность звеньев, групп или типовых механизмов и подвижных или неподвижных соединений.

Геометрическая структура механизма полностью описывается заданием геометрической формы его элементов, их расположения, указания вида связей между ними. Структура механизма может быть на разных стадиях проектирования описываться различными средствами, с разным уровнем абстрагирования: на функциональном уровне — функциональная схема, на уровне звеньев и структурных групп — структурная схема и т.п.

Структурная схема — графическое изображение механизма, выполненное с использованием условных обозначений рекомендованных ГОСТ (см. например ГОСТ 2.703- или принятых в специальной литературе, содержащее информацию о числе и расположении элементов (звеньев, групп), а также о виде и классе кинематических пар, соединяющих эти элементы.

Рис. 1 – Структурные схемы простейших механизмов

(а – кривошипно-ползунный, б – четырехшарнирный, в – четырехзвенный кулисный, г – синусный, д – тангенсный, е- шестизвенный кулисный)

В отличие от кинематической схемы механизма, структурная схема не содержит информации о размерах звеньев и вычерчивается без соблюдения масштабов.

Кинематическая схема — графическая модель механизма, предназначенная для исследования его кинематики.

Как на любом этапе проектирования при структурном синтезе различают задачи синтеза и задачи анализа.

Задачей структурного анализа является задача определения параметров структуры заданного механизма — числа звеньев и структурных групп, числа и вида КП, числа подвижностей (основных и местных), числа контуров и числа избыточных связей.

1. Основные понятия структурного анализа

Подвижность механизма – число независимых обобщенных координат, однозначно определяющее положение звеньев механизма на плоскости или в пространстве.

Связь — ограничение, наложенное на перемещение тела по данной координате.

В некоторых случаях при проектировании механизмов для повышения жёсткости конструкции, улучшения условий передачи сил вводятся так называемые избыточные (пассивные) связи (дополнительные звенья), (рис. 5).

Рис. 2 — Механизм с избыточной связью

Избыточные (пассивные) — такие связи в механизме, которые повторяют или дублируют связи, уже имеющиеся по данной координате, и поэтому не изменяющие реальной подвижности механизма (при этом расчетная подвижность механизма уменьшается, а степень его статической неопределимости увеличивается).

Лишние степени свободы используются для упрощения кинематической схемы механизма, сокращения потерь при передаче мощности, повышения механического коэффициента полезного действия механизма. Например, между кулачком 1 и толкателем 2 кулачкового механизма устанавливается ролик 3 для устранения трения (рис. 3).

Рис. 3 — Кулачковый механизм с роликовым толкателем

Местные подвижности — подвижности механизма, которые не оказывают влияния на его функцию положения (и передаточные функции), а введены в механизм с другими целями (например, подвижность ролика в кулачковом механизме обеспечивает замену в высшей паре трения скольжения трением качения).

2. Цели и задачи кинематического анализа

Кинематический анализ механизма – исследование его основных параметров с целью изучения законов изменения и на основе этого выбор из ряда известных наилучшего механизма.

Кинематический анализ механизма выполняется либо для заданного момента времени, либо для заданного положения входного звена; иногда для анализируемого положения механизма задают взаимное расположение каких-либо его звеньев.

1. Определение кинематических характеристик звеньев: перемещение; скорость; ускорение; траектория движения; функция положения при известных законах движения входных (ведущих) звеньев.

2. Оценка кинематических условий работы рабочего (выходного) звена.

3. Определение необходимых численных данных для проведения силового, динамического, энергетического и других расчётов механизма.

Исходные данные:

1. Кинематическая схема механизма.

2. Размеры и иные геометрические параметры звеньев (но только такие, которые не изменяются при движении механизма).

3. Законы движения входных звеньев (или параметры движения, например, угловая скорость и угловое ускорение входного звена в выбранном для анализа положении механизма).

Кинематическая схема механизма – структурная схема механизма с указанием размеров звеньев, необходимых для кинематического анализа механизма.

Задачи:

— о положениях звеньев механизма. Определение траекторий движения точек;

— о скоростях звеньев или отдельных точек механизма;

— об ускорениях звеньев или отдельных точек механизма.

Методы:

— графический (или метод графиков и диаграмм);

— графоаналитический (или метод планов скоростей и ускорений);

3. Основные виды механизмов

Исходя из кинематических, конструктивных и функциональных свойств, механизмы подразделяют на рычажные, кулачковые, фрикционные, зубчатые и др.

Рычажными называют механизмы с геометрическим замыканием (запиранием) звеньев во вращательных и поступательных кинематических парах.

Благодаря этому они могут передавать большие усилия и мощности, чем другие механизмы в аналогичных условиях. Звенья механизмов сравнительно просты в изготовлении.

Механизмы применяют в основном для преобразования вращательного движения входного звена в качательное или возвратно-поступательное движение выходного звена.

Рис. 4 — Рычажные механизмы

а — центральный (аксиальный) кривошипно- ползунный; б — дезаксиальный кривошипно-ползунный; в — кривошипно-кулисный; г — пространственный сферический

Рычажные механизмы делятся на плоские и пространственные. На рис. 4 показаны схемы аксиального (рис. 4, а) и дезаксиального (рис. 4, б) кривошипно-ползунного механизма, используемого для преобразования вращательного движения кривошипа 1 в возвратно-поступательное движение ползуна 3. Ползун и кривошип соединяются с помощью звена 2, совершающего сложное плоское движение и соединенного с другими подвижными звеньями с помощью низших кинематических пар вращения. Дезаксиал (смещение) е вводится в основном для уменьшения давления ползуна на неподвижное звено 4.

На рис. 4, в изображен кривошипно-кулисный механизм. Он состоит из кривошипа 1, кулисы 3, представляющей собой подвижное направляющее звено, и звена 2, называемого кулисным камнем. Если l>r, то вращательное движение кривошипа 1 преобразуется в возвратно-вращательное движение кулисы 3. Когда l

На рис. 4, г представлен пространственный сферический механизм с низшими кинематическими парами, который служит для передачи движения между пересекающимися осями под углом α. Этот механизм известен под названием карданной передачи.

Кулачковые механизмы образуются путем силового и геометрического замыкания звеньев: кулачка и толкателя (коромысла).

Кулачок обычно представляет собой диск (реже цилиндр), профиль которого очерчен определенной кривой, которая строго задает движение толкателю (коромыслу). В зависимости от вида движения сопряженное с кулачком звено называется либо толкателем (рис. 5, а, б), либо коромыслом (рис. 5, в, г).

Рис. 5 — Кулачковые механизмы

а — вращающийся кулачок и возвратно- поступательно движущийся толкатель; б — возвратно-поступательно движущиеся кулачок и толкатель; в — вращающийся кулачок и качающийся толкатель; г — пространственный кулачковый механизм

Кулачок и коромысло соединяют со стойками с помощью вращательных пар, толкатель — поступательной парой. Для уменьшения потерь на трение толкатель и коромысло снабжают цилиндрическими роликами.

Конструктивно силовое замыкание звеньев осуществляют за счет сил упругости (например, от предварительно деформированной пружины), реже — сил тяжести.

Механизмы используют для преобразования вращательного (рис. 5, а, в) или возвратно-поступательного движения (рис. 5, б) входного звена (ведущего звена) 1 в возвратно-поступательное (рис. 5, а, б) или возвратно-вращательное (рис. 5, в) движение выходного (ведомого) звена 2 даже с остановками заданной продолжительности.

В механизмах применяют также сложные плоские и пространственные механизмы в комбинациях с рычажными и зубчатыми механизмами.

Фрикционные механизмы. передают движение от ведущего звена к ведомому за счет сил трения, возникающих в результате контакта этих звеньев.

Рис. 6 — Фрикционные механизмы

а — фрикционная передача; б — лобовой вариатор; в — механизм с гибким звеном

Простейшая фрикционная передача (механизм) показана на рис. 6, а. Она состоит из двух цилиндрических катков 1, 2 и стойки 3. Один каток прижимается другому силой упругости пружины. К фрикционным механизмам относятся и вариаторы (рис. 6, б), которые обеспечивают плавное изменение угловой скорости ведомого звена 2 при равномерном вращении ведущего звена 1 и его перемещении вдоль оси. Вариаторы называются бесступенчатыми передачами.

Фрикционный механизм может быть выполнен и с гибкими звеньями. Его применяют для передачи вращения между валами при больших межосевых расстояниях.

Под гибкими звеньями понимают ремни, канаты, цепи, нити. На рис. 6, в приведена простейшая передача гибкой связью.

Зубчатые механизмы (передачи) образуются с помощью зубчатых колес 1 и 2 — цилиндрических или конических дисков, снабженных выступами — зубьями (рис. 7, а).

Рис. 7 — Зубчатые механизмы

а — обычный; б — планетарный

Передача нагрузки и движения между колесами осуществляется за счет воздействия зубьев друг на друга (силового замыкания — зацепления зубьев). В отличие от фрикционной передачи здесь исключено проскальзывание звеньев.

Механизмы широко применяют в машинах для передачи вращения между неподвижными и подвижными осями. В последнем случае механизмы называют планетарными. На рис. 7, б показан простейший планетарный механизм. Ось колеса 3 — сателлита, соединенная водилом 2 с осью колеса 1, совершает вращательное движение. Колесо 1 в этом случае называется центральным, а колесо 3 – сателлитом.

Вопросы для самопроверки

1) Какие механизмы можно использовать для преобразования вращательного движения в поступательное и наоборот?

2) Какие механизмы обеспечивают неравномерное движение выходного звена при равномерном вращении входного?

3) Какие механизмы можно использовать при необходимости остановки заданной продолжительности выходного звена?

4) Какие механизмы можно использовать для плавного изменения скорости выходного звена по наперед не заданному закону при равномерном вращении входного?

СТРУКТУРНЫЙ АНАЛИЗ

Физический энциклопедический словарь. — М.: Советская энциклопедия . Главный редактор А. М. Прохоров . 1983 .

— определение строения вещества: атомного или молекулярного состава, пространств, расположения атомов, распределения электронной плотности и т. д. С. а. осуществляют дифракц. методами (т. е. с помощью рентгеновского структурного анализа, нейтронографии, электронографии), резонансными методами (ЯМР и ЭПР), разл. спектральными методами. Чаще всего полный С. а. невозможно осуществить одним из перечисленных методов; для полного исследования структуры используют не только сочетание неск. эксперим. методов, но и теоретические, расчётные (напр., квантовохимические) методы.

Физическая энциклопедия. В 5-ти томах. — М.: Советская энциклопедия . Главный редактор А. М. Прохоров . 1988 .

Смотреть что такое «СТРУКТУРНЫЙ АНАЛИЗ» в других словарях:

СТРУКТУРНЫЙ АНАЛИЗ — определение строения в в и материалов, т. е. выяснение расположения в пространстве составляющих их структурных единиц (молекул, ионов, атомов). В узком смысле С. а. определение геометрии молекул и мол. систем, к рую обычно описывают набором длин… … Химическая энциклопедия

Структурный анализ — совокупность методов исследования структуры вещества. К С. а. относятся Рентгеновский структурный анализ, Рентгенография материалов, Нейтронография, Электронография, протонография (см. Теней эффект) и др … Большая советская энциклопедия

структурный анализ — struktūrinė analizė statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. structural analysis; structure analysis vok. Autbauanalyse, f; Strukturanalyse, f rus. структурный анализ, m pranc. analyse structurale, f … Automatikos terminų žodynas

структурный анализ — struktūrinė analizė statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Medžiagos sandaros tyrimas. atitikmenys: angl. structure analysis vok. Strukturanalyse, f rus. структурный анализ, m pranc. analyse radiocristallographique, f;… … Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas

структурный анализ — struktūrinė analizė statusas T sritis chemija apibrėžtis Medžiagos struktūros tyrimas. atitikmenys: angl. structure analysis rus. структурный анализ … Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

структурный анализ — sandaros analizė statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. structural analysis; structure analysis vok. Strukturanalyse, f rus. структурный анализ, m pranc. analyse de structure, f … Fizikos terminų žodynas

РЕНТГЕНОВСКИЙ СТРУКТУРНЫЙ АНАЛИЗ — методы исследования структуры в ва по распределению в пр ве и интенсивностям рассеянного на анализируемом объекте рентгеновского излучения. Р. с. а. наряду с нейтронографией и электронографией явл. дифракц. структурным методом; в его основе лежит … Физическая энциклопедия

Рентгеновский структурный анализ — методы исследования структуры вещества по распределению в пространстве и интенсивностям рассеянного на анализируемом объекте рентгеновского излучения. Р. с. а. наряду с нейтронографией (См. Нейтронография) и электронографией (См.… … Большая советская энциклопедия

ЛАТЕНТНО-СТРУКТУРНЫЙ АНАЛИЗ — см. АНАЛИЗ ЛАТЕНТНО СТРУКТУРНЫЙ. Antinazi. Энциклопедия социологии, 2009 … Энциклопедия социологии

рентгеновский структурный анализ — (рентгеноструктурный анализ), совокупность методов исследования атомной структуры вещества с помощью дифракции рентгеновских лучей. По дифракционной картине устанавливают распределение электронной плотности вещества, а по ней род атомов и их… … Энциклопедический словарь

Понятие структурного анализа

Консалтинг при автоматизации предприятий: подходы, методы, средства

ЧАСТЬ 1 МЕТОДЫ И СРЕДСТВА СТРУКТУРНОГО СИСТЕМНОГО АНАЛИЗА И ПРОЕКТИРОВАНИЯ

В первой части книги, состоящей из семи глав, подробно описываются базовые методы и нотации структурного системного анализа — графического языка “для передачи понимания”, используемого специалистами как бизнес-консалтинга, так и информационно-технологического консалтинга. Рассматриваемый язык основан на потоковых диаграммах, поддерживаемых большинством современных CASE-систем.

Глава 1 является введением в структурный системный анализ. В ней рассматриваются основные задачи этапов анализа требований и проектирования спецификаций системы, принципы структурного анализа, выделяются базовые средства структурного анализа и их взаимосвязи и взаимовлияния.

Глава 2 посвящена наиболее известным и часто используемым средствам функционального моделирования — диаграммам потоков данных. Приводятся основные и вспомогательные объекты диаграмм, рассматривается понятие контекстной диаграммы и детализации процесса, а также декомпозиции потока данных, даются рекомендации для построения функциональной модели в виде иерархии диаграмм потоков данных.

В главе 3 приводится описание текстовых средств моделирования — словарей данных, предназначенных для описания структуры потоков и хранилищ данных. Вводится понятие словарной статьи, дается нотация, позволяющая формально описать расщепление и объединение (группирование) потоков.

В главе 4 вводится понятие спецификации процесса (миниспецификации) и описываются наиболее часто применяемые методы ее задания: структурированные естественные языки, таблицы и деревья решений, визуальные языки проектирования. Дается аналитическое сравнение методов.

В главе 5 описываются базовые средства информационного моделирования — диаграммы «сущность-связь» (при этом рассматриваются две наиболее популярные нотации — Чена и Баркера), приводятся основные этапы построения информационной модели, включая нормализацию.

В главе 6 рассматривается метод задания спецификаций управления с использованием диаграмм переходов состояний. Вводятся основные объекты диаграмм, предлагаются правила и способы их построения.

Глава 7 посвящена средствам структурного проектирования. Рассматриваются две базовые техники структурного проектирования (Константайна и Джексона), вводятся основные символы соответствующих диаграмм, рассматриваются их достоинства и недостатки. Проводится анализ характеристик хорошего проекта, намечена схема алгоритма преобразования иерархии диаграмм потоков данных в структурные карты.

ГЛАВА 1 ПОНЯТИЕ СТРУКТУРНОГО АНАЛИЗА

1.1. Жизненный цикл программного изделия и его критичные этапы

В основе деятельности по созданию и использованию программного обеспечения (ПО) лежит понятие его жизненного цикла (ЖЦ). ЖЦ является моделью создания и использования ПО, отражающей его различные состояния, начиная с момента возникновения необходимости в данном программном изделии и заканчивая моментом его полного выхода из употребления у всех пользователей.

Традиционно выделяются следующие основные этапы ЖЦ ПО:

• анализ требований,
• проектирование,
• кодирование (программирование),
• тестирование и отладка,
• эксплуатация и сопровождение.

ЖЦ образуется в соответствии с принципом нисходящего проектирования и, как правило, носит итерационный характер: реализованные этапы, начиная с самых ранних, циклически повторяются в соответствии с изменениями требований и внешних условий, введением ограничений и т.п. На каждом этапе ЖЦ порождается определенный набор документов и технических решений, при этом для каждого этапа исходными являются документы и решения, полученные на предыдущем этапе. Каждый этап завершается верификацией порожденных документов и решений с целью проверки их соответствия исходным.

Существующие модели ЖЦ определяют порядок исполнения этапов в ходе разработки, а также критерии перехода от этапа к этапу. В соответствии с этим наибольшее распространение получили три следующие модели ЖЦ:

1. КАСКАДНАЯ МОДЕЛЬ (70-80г.г.) — предполагает переход на следующий этап после полного окончания работ по предыдущему этапу.
2. ПОЭТАПНАЯ МОДЕЛЬ С ПРОМЕЖУТОЧНЫМ КОНТРОЛЕМ (80-85г.г.) — итерационная модель разработки ПО с циклами обратной связи между этапами. Преимущество такой модели заключается в том, что межэтапные корректировки обеспечивают меньшую трудоемкость по сравнению с каскадной моделью; с другой стороны, время жизни каждого из этапов растягивается на весь период разработки.
3. СПИРАЛЬНАЯ МОДЕЛЬ (86-90г.г.) — делает упор на начальные этапы ЖЦ: анализ требований, проектирование спецификаций, предварительное и детальное проектирование. На этих этапах проверяется и обосновывается реализуемость технических решений путем создания прототипов. Каждый виток спирали соответствует поэтапной модели создания фрагмента или версии программного изделия, на нем уточняются цели и характеристики проекта, определяется его качество, планируются работы следующего витка спирали. Таким образом, углубляются и последовательно конкретизируются детали проекта и в результате выбирается обоснованный вариант, который доводится до реализации.

Специалистами отмечаются следующие преимущества спиральной модели:

• накопление и повторное использование программных средств, моделей и прототипов;
• ориентация на развитие и модификацию ПО в процессе его проектирования;
• анализ риска и издержек в процессе проектирования.

Главная особенность индустрии ПО состоит в концентрации сложности на начальных этапах ЖЦ (анализ, проектирование) при относительно невысокой сложности и трудоемкости последующих этапов. Более того, нерешенные вопросы и ошибки, допущенные на этапах анализа и проектирования, порождают на последующих этапах трудные, часто неразрешимые проблемы и, в конечном счете, приводят к неуспеху всего проекта. Рассмотрим эти этапы более подробно.

АНАЛИЗ ТРЕБОВАНИЙ является первой фазой разработки ПО, на которой требования заказчика уточняются, формализуются и документируются. Фактически на этом этапе дается ответ на вопрос: » Что должна делать будущая система? «. Именно здесь лежит ключ к успеху всего проекта. В практике создания больших систем ПО известно немало примеров неудачной реализации проекта именно из-за неполноты и нечеткости определения системных требований.

Список требований к разрабатываемой системе должен включать:

• совокупность условий, при которых предполагается эксплуатировать будущую систему (аппаратные и программные ресурсы, предоставляемые системе; внешние условия ее функционирования; состав людей и работ, имеющих к ней отношение);
• описание выполняемых системой функций;
• ограничения в процессе разработки (директивные сроки завершения отдельных этапов, имеющиеся ресурсы, организационные процедуры и мероприятия, обеспечивающие защиту информации).

Целью анализа является преобразование общих, неясных знаний о требованиях к будущей системе в точные (по возможности) определения. На этом этапе определяются:

• архитектура системы, ее функции, внешние условия, распределение функций между аппаратурой и ПО;
• интерфейсы и распределение функций между человеком и системой;
• требования к программным и информационным компонентам ПО, необходимые аппаратные ресурсы, требования к БД, физические характеристики компонент ПО, их интерфейсы.

ЭТАП ПРОЕКТИРОВАНИЯ дает ответ на вопрос: » Как (каким образом) система будет удовлетворять предъявленным к ней требованиям? «. Задачей этого этапа является исследование структуры системы и логических взаимосвязей ее элементов, причем здесь не рассматриваются вопросы, связанные с реализацией на конкретной платформе. Проектирование определяется как «(итерационный) процесс получения логической модели системы вместе со строго сформулированными целями, поставленными перед нею, а также написания спецификаций физической системы, удовлетворяющей этим требованиям». Обычно этот этап разделяют на два подэтапа:

• проектирование архитектуры ПО, включающее разработку структуры и интерфейсов компонент, согласование функций и технических требований к компонентам, методам и стандартам проектирования, производство отчетных документов;
• детальное проектирование, включающее разработку спецификаций каждой компоненты, интерфейсов между компонентами, разработку требований к тестам и плана интеграции компонент.

В результате деятельности на этапах анализа и проектирования должен быть получен проект системы, содержащий достаточно информации для реализации системы на его основе в рамках бюджета выделенных ресурсов и времени.

1.2. Идеи, лежащие в основе структурных методов

Структурные методы являются строгой дисциплиной системного анализа и проектирования, т.е. деятельностей, которые в прошлом были печально известны как сложные и перегруженные проблемами.

Методы структурного анализа и проектирования стремятся преодолеть сложность больших систем путем расчленения их на части («черные ящики») и иерархической организации этих черных ящиков. Выгода в использовании черных ящиков заключается в том, что их пользователю не требуется знать, как они работают, необходимо знать лишь его входы и выходы, а также его назначение (т.е. функцию, которую он выполняет).

В окружающем нас мире черные ящики встречаются в большом количестве. Проиллюстрируем преимущества систем, составленных из них, на примере музыкального центра.

• Конструирование системы черных ящиков существенно упрощается. Намного легче разработать магнитофон или проигрыватель, если не беспокоиться о создании встроенного усилительного блока.
• Облегчается тестирование таких систем. Если появляется плохой звук одной из колонок, можно поменять колонки местами. Если неисправность переместилась с колонкой, то именно она подлежит ремонту; если нет, тогда проблема в усилителе, магнитофоне или местах их соединения.
• Имеется возможность простого реконфигурирования системы черных ящиков. Если колонка неисправна, то Вы можете отправить ее в ремонтную мастерскую, а сами пока продолжать слушать свои записи в моно-режиме.
• Облегчается доступность для понимания и освоения. Можно стать специалистом по магнитофонам без углубленных знаний о колонках.
• Увеличивается удобство при модификации. Вы можете приобрести колонки более высокого качества и более мощный усилитель, но это совсем не означает, что Вам необходим больших размеров проигрыватель.

Таким образом, первым шагом упрощения сложной системы является ее разбиение на черные ящики, при этом такое разбиение должно удовлетворять следующим критериям:

• каждый черный ящик должен реализовывать единственную функцию системы;
• функция каждого черного ящика должна быть легко понимаема независимо от сложности ее реализации (например, в системе управления ракетой может быть черный ящик для расчета места ее приземления: несмотря на сложность алгоритма, функция черного ящика очевидна — «расчет точки приземления»);
• связь между черными ящиками должна вводиться только при наличии связи между соответствующими функциями системы (например, в бухгалтерии один черный ящик необходим для расчета общей заработной платы служащего, а другой для расчета налогов — необходима связь между этими черными ящиками: размер заработанной платы требуется для расчета налогов);
• связи между черными ящиками должны быть простыми, насколько это возможно, для обеспечения независимости между ними.

Второй важной идеей, лежащей в основе структурных методов, является идея иерархии. Для понимаемости сложной системы недостаточно разбиения ее на части, необходимо эти части организовать определенным образом, а именно в виде иерархических структур. Все сложные системы Вселенной организованы в иерархии. Да и сама она включает галактики, звездные системы, планеты, …, молекулы, атомы, элементарные частицы. Человек при создании сложных систем также подражает природе. Любая организация имеет директора, заместителей по направлениям, иерархию руководителей подразделений, рядовых служащих.

Наконец, третий момент: структурные методы широко используют графические нотации, также служащие для облегчения понимания сложных систем. Известно, что “одна картинка стоит тысячи слов”. На рис.1.1 изображен черноволосый мужчина, одетый в серое двубортное пальто. Мужчина держит в левой руке дипломат и т.д. Вообще говоря, нет необходимости комментировать это: читатель впитывает вышеизложенное описание с первого взгляда.

Однако можно добавить дополнительные подробности, которые не видны из рисунка. Например, мужчину зовут Борис Борисович, ему 45 лет. Структурные методы также позволяют дополнить “картинки” любой информацией, которая не может быть отражена при использовании соответствующей графической нотации.

О преимуществе “картинок” свидетельствует и следующий факт. Едва ли найдется человек, не читавший рассказ А.П.Чехова “Толстый и тонкий”. И тем не менее, практически никто не обращал внимание на любопытное противоречие в тексте рассказа: “Нафанаил немного подумал и снял шапку … Нафанаил шаркнул ногой и уронил фуражку ”. С другой стороны, имея иллюстрации этих двух сцен, легко обнаружить несоответствие.

Дополнительную информацию Вы можете получить в компании Interface Ltd.