Знаймо

Додати знання

приховати рекламу

Цей текст може містити помилки.

Декомпозиція



План:


Введення

Декомпозиція - науковий метод, який використовує структуру завдання і що дозволяє замінити рішення однієї великої задачі рішенням серії менших завдань, нехай і взаємопов'язаних, але більш простих.

Декомпозиція, як процес розчленування, дозволяє розглядати будь-яку досліджувану систему як складну, що складається з окремих взаємопов'язаних підсистем, які, в свою чергу, також можуть бути розчленовані на частини. В якості систем можуть виступати не тільки матеріальні об'єкти, але і процеси, явища і поняття.


1. Правила декомпозиції

При декомпозиції керуються такими правилами.

1.1. Кожне розчленування утворює свій рівень

Рис.1. Приклад ієрархічної структури (блок-схема)
Рис.2. Граф структури системи (І-дерево)
Рис.3. Приклад І-АБО-дерева

Вихідна система розташовується на нульовому рівні. Після її розчленування виходять підсистеми першого рівня. Розчленування цих підсистем або деяких з них, призводить до появи підсистем другого рівня і т. д.

Спрощене графічне представлення декомпозіровано системи називається її ієрархічною структурою.

Ієрархічна структура може бути зображена у вигляді ветвящейся блок-схеми, на подобу представленої на рис.1.
Тут на нульовому рівні розташовується вихідна система С 1, на наступних рівнях - її підсистеми (число рівнів і кількість підсистем, показаних на малюнку, вибрано довільно). З метою отримання більш повного уявлення про систему та її зв'язках в структуру включають надсістему і складові її частини (системи нульового рівня, наприклад, друга система С 2).

Для аналізу ієрархічної структури можуть застосовувати теорію графів. Це дозволяє перейти від графічної моделі до математичної, в якій опис ведеться по рівняннях, аналогічним законами Кірхгофа в електротехніці або рівнянням гідравліки.

Ієрархічна структура часто зображується у вигляді дерева, тобто графа без замкнутих маршрутів, з розташуванням вершин по певним рівням, наприклад, як показано на рис.2. Вершина верхнього рівня (на малюнку - 0) називається коренем.

Граф, представлений на рис.2, відповідає І-дереву : вершини, які розташовані на однакових рівнях, є обов'язковими елементами вищерозташованих систем.
Так, для вершини 0.1 обов'язкові елементи - 1.1, 1.2, а для вершини 2.2 - 3.1, 3.2 і 3.3. Наприклад, автомобіль складається з двигуна, І кузова, І шасі.

Поряд з І-деревом використовують АБО-дерево, в якому на однакових рівнях розташовуються вершини можливих елементів структур, їх варіанти. Наприклад, автомобіль може мати двигун АБО внутрішнього згоряння, АБО газотурбінний, АБО електричний.

Часто застосовують І-АБО-дерево, яке з'єднує рівні з обов'язковими елементами структури з рівнями варіантів усіх або частини цих елементів (рис.3). Поєднання І-й АБО-рівнів може бути довільним і не обов'язково вони повинні чергуватися.


1.2. Система розчленовується тільки по одному, постійному для всіх рівнів, ознакою

В якості ознаки декомпозиції може бути:

  • функціональне призначення частин,
  • конструктивну будову (вид матеріалів, форми поверхонь та ін),
  • структурні ознаки (вид схеми, способи і ін),
  • види етапів і процесів (життєвий цикл, фізичний стан та ін),
  • предметні характеристики (економічні, інформаційні, технологічні та ін),
  • та інші.

Так, у наведеному вище прикладі виділення в складі автомобіля мотора, шасі і кузова проводилося відповідно до функціональним ознакою. При побудові І-АБО дерев можливе поєднання декількох ознак: одного - постійного для І-структури, і одного або різних на кожному рівні - для АБО-структури.


1.3. Вичленяються підсистеми в сумі повинні повністю характеризувати систему

Але при цьому вичленяються підсистеми повинні взаємно виключати один одного (особливо це стосується АБО-дерев).

Наприклад, якщо при перерахуванні частин автомобіля опустити, припустимо, мотор, то функціональна взаємодія решти підсистем не забезпечить нормальне функціонування всієї системи (автомобіля) в цілому.
В іншому прикладі, перераховуючи можливі види двигунів, що використовуються в автомобілі, необхідно охопити всю відому область (декомпозиція - за принципом дії). Якщо це складно зробити, допускається незгадані (або невідомі) елементи об'єднати в одну групу (підсистему) і назвати її "інші", або "інші", або провести поділ двигунів, наприклад, на "теплові" і "нетеплові".
До неоднозначності може призвести використання на одному рівні взаємно пересічних підсистем, наприклад, "двигуни електричні" та "двигуни змінного струму", тому що неясно куди ж потрібно в такому разі віднести асинхронний двигун.

Для видимості рекомендують виділяти на кожному рівні не більше 7 підсистем. Неприпустимо, щоб однією з підсистем була сама система.


1.4. Глибина декомпозиції

Ступінь подробиці опису і кількість рівнів визначаються вимогами видимості і зручності сприйняття одержуваної ієрархічної структури, її відповідності рівням знання працюючому з нею фахівцеві.

Зазвичай в якості нижнього (елементарного) рівня підсистем беруть такий, на якому розташовуються підсистеми, розуміння устрою яких або їх опис є виконавцю (керівнику групи людей або окремій людині). Таким чином, ієрархічна структура завжди суб'єктивно орієнтована: для більш кваліфікованого фахівця вона буде менш докладна.

Число рівнів ієрархії впливає на обозримость структури: багато рівнів - завдання труднообозримой, мало рівнів - зростає число що знаходяться на одному рівні підсистем і складно встановити між ними зв'язки. Зазвичай, в залежності від складності системи і необхідної глибини опрацювання, виділяють 3 ... 6 рівнів.
Наприклад, розробляючи механічний привід, в якості елементарного рівня можна взяти колеса, вали, підшипники, двигун в цілому. Хоча підшипники і двигун є складними по влаштуванню елементами і трудомісткими в проектуванні, але як готові покупні вироби для розробника вони виступають у вигляді елементарних частин. Якби двигун довелося б розробляти, то його, як складну систему, було б доцільно декомпозіровать.


2. Декомпозиція та евристика

При побудові ієрархічної структури проявляється її евристичний характер, насамперед, у виборі числа рівнів та переліку складових їх підсистем. Найбільш сильна суб'єктивність у АБО-деревах, коли вид системи ще не відомий і можливе різне їх подання. З цих причин метод декомпозиції відносять до евристичних.

3. Декомпозиція в техніці

В процесі проектування декомпозиція нерозривно пов'язана з наступною композицією, тобто складанням і ув'язкою окремих частин (підсистем) в єдину систему з її перевіркою на реалізація в цілому, сумісність (особливо підсистем, що належать різним гілкам) та узгодженість параметрів (висхідне проектування). У процесі узгодження може виникати потреба в новій, коректує декомпозиції.


4. Декомпозиція в теорії систем

У загальній теорії систем доведено, що більшість систем можуть бути декомпозіровани на базові уявлення підсистем. До них відносять: послідовне (каскадне) з'єднання елементів, паралельне з'єднання елементів, з'єднання за допомогою зворотного зв'язку.

Проблема проведення декомпозиції полягає в тому, що в складних системах відсутня однозначна відповідність між законом функціонування підсистем і алгоритмом, його реалізують. Тому здійснюється формування декількох варіантів (або одного варіанту, якщо система відображена у вигляді ієрархічної структури) декомпозиції системи.


Література


Цей текст може містити помилки.

Схожі роботи | скачати
© Усі права захищені
написати до нас
Рейтинг@Mail.ru