Пример ос с монолитной структурой. Монолитная операционная система
Сущность структурного подхода к разработке ИС заключается в ее декомпозиции (разбиении) на автоматизируемые функции: система разбивается на функциональные подсистемы, которые в свою очередь делятся на подфункции, подразделяемые на задачи и так далее. Процесс разбиения продолжается вплоть до конкретных процедур. 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.
Все наиболее распространенные методологии структурного подхода базируются на ряде общих принципов . В качестве двух базовых принципов используются следующие:
- принцип "разделяй и властвуй" - принцип решения сложных проблем путем их разбиения на множество меньших независимых задач, легких для понимания и решения;
- принцип иерархического упорядочивания - принцип организации составных частей проблемы в иерархические древовидные структуры с добавлением новых деталей на каждом уровне.
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.
В структурном анализе используются в основном две группы средств, иллюстрирующих функции, выполняемые системой и отношения между данными. Каждой группе средств соответствуют определенные виды моделей (диаграмм), наиболее распространенными среди которых являются следующие:
- SADT (Structured Analysis and Design Technique) модели и соответствующие функциональные диаграммы (подраздел 2.2);
- DFD (Data Flow Diagrams) диаграммы потоков данных (подраздел 2.3);
- ERD (Entity-Relationship Diagrams) диаграммы "сущность-связь" (подраздел 2.4).
На стадии проектирования ИС модели расширяются, уточняются и дополняются диаграммами, отражающими структуру программного обеспечения: архитектуру ПО, структурные схемы программ и диаграммы экранных форм.
Перечисленные модели в совокупности дают полное описание ИС независимо от того, является ли она существующей или вновь разрабатываемой. Состав диаграмм в каждом конкретном случае зависит от необходимой полноты описания системы.
Методология функционального моделирования SADT
Методология SADT разработана Дугласом Россом. На ее основе разработана, в частности, известная методология IDEF0 (Icam DEFinition), которая является основной частью программы ICAM (Интеграция компьютерных и промышленных технологий), проводимой по инициативе ВВС США. Методология SADT представляет собой совокупность методов, правил и процедур, предназначенных для построения функциональной модели объекта какой-либо предметной области. Функциональная модель SADT отображает функциональную структуру объекта, т.е. производимые им действия и связи между этими действиями. Основные элементы этой методологии основываются на следующих концепциях:- графическое представление блочного моделирования. Графика блоков и дуг SADT-диаграммы отображает функцию в виде блока, а интерфейсы входа/выхода представляются дугами, соответственно входящими в блок и выходящими из него. Взаимодействие блоков друг с другом описываются посредством интерфейсных дуг, выражающих "ограничения", которые в свою очередь определяют, когда и каким образом функции выполняются и управляются;
- строгость и точность. Выполнение правил SADT требует достаточной строгости и точности, не накладывая в то же время чрезмерных ограничений на действия аналитика. Правила SADT включают:
- ограничение количества блоков на каждом уровне декомпозиции (правило 3-6 блоков);
- связность диаграмм (номера блоков);
- уникальность меток и наименований (отсутствие повторяющихся имен);
- синтаксические правила для графики (блоков и дуг);
- разделение входов и управлений (правило определения роли данных).
- отделение организации от функции, т.е. исключение влияния организационной структуры на функциональную модель.
Состав функциональной модели
Результатом применения методологии SADT является модель, которая состоит из диаграмм, фрагментов текстов и глоссария, имеющих ссылки друг на друга. Диаграммы - главные компоненты модели, все функции ИС и интерфейсы на них представлены как блоки и дуги. Место соединения дуги с блоком определяет тип интерфейса. Управляющая информация входит в блок сверху, в то время как информация, которая подвергается обработке, показана с левой стороны блока, а результаты выхода показаны с правой стороны. Механизм (человек или автоматизированная система), который осуществляет операцию, представляется дугой, входящей в блок снизу (рисунок 6.5). Одной из наиболее важных особенностей методологии SADT является постепенное введение все больших уровней детализации по мере создания диаграмм, отображающих модель. Функциональный блок и интерфейсные дуги На рисунке 6.6, где приведены четыре диаграммы и их взаимосвязи, показана структура SADT-модели. Каждый компонент модели может быть декомпозирован на другой диаграмме. Каждая диаграмма иллюстрирует "внутреннее строение" блока на родительской диаграмме.Иерархия диаграмм
Построение SADT-модели начинается с представления всей системы в виде простейшей компоненты - одного блока и дуг, изображающих интерфейсы с функциями вне системы. Поскольку единственный блок представляет всю систему как единое целое, имя, указанное в блоке, является общим. Это верно и для интерфейсных дуг - они также представляют полный набор внешних интерфейсов системы в целом. Затем блок, который представляет систему в качестве единого модуля, детализируется на другой диаграмме с помощью нескольких блоков, соединенных интерфейсными дугами. Эти блоки представляют основные подфункции исходной функции. Данная декомпозиция выявляет полный набор подфункций, каждая из которых представлена как блок, границы которого определены интерфейсными дугами. Каждая из этих подфункций может быть декомпозирована подобным образом для более детального представления. Во всех случаях каждая подфункция может содержать только те элементы, которые входят в исходную функцию. Кроме того, модель не может опустить какие-либо элементы, т.е., как уже отмечалось, родительский блок и его интерфейсы обеспечивают контекст. К нему нельзя ничего добавить, и из него не может быть ничего удалено. Модель SADT представляет собой серию диаграмм с сопроводительной документацией, разбивающих сложный объект на составные части, которые представлены в виде блоков. Детали каждого из основных блоков показаны в виде блоков на других диаграммах. Каждая детальная диаграмма является декомпозицией блока из более общей диаграммы. На каждом шаге декомпозиции более общая диаграмма называется родительской для более детальной диаграммы. Дуги, входящие в блок и выходящие из него на диаграмме верхнего уровня, являются точно теми же самыми, что и дуги, входящие в диаграмму нижнего уровня и выходящие из нее, потому что блок и диаграмма представляют одну и ту же часть системы.
Рис. 6.6. Структура SADT-модели. Декомпозиция диаграмм.
На рисунках 6.7 - 6.9 представлены различные варианты выполнения функций и соединения дуг с блоками.
Рис. 6.7. Одновременное выполнение
Рис. 6.9. Пример обратной связи
Как было отмечено, механизмы (дуги с нижней стороны) показывают средства, с помощью которых осуществляется выполнение функций. Механизм может быть человеком, компьютером или любым другим устройством, которое помогает выполнять данную функцию (рисунок 6.10).
Рис. 6.11. Иерархия диаграмм
6.2.2.3. Типы связей между функциями
Одним из важных моментов при проектировании ИС с помощью методологии SADT является точная согласованность типов связей между функциями. Различают по крайней мере семь типов связывания:Системно-структурный подход в биомеханике характеризуется изучением состава и структуры систем, как в двигательном аппарате, так и в его функциях. Этот подход в известной мере объединяет механическое, функционально-анатомическое и физиологическое направления в развитии теории биомеханики.
Понятие о системе, в которой множество элементов (ее состав) закономерно объединено взаимными связями, взаимозависимостью (ее структура), характерно для современного научного представления о мире (рис. 2).
Рис. 2. Схема системы движений (по Д.Д. Донскому, 1997)
Системно-структурный подход требует изучения системы как единого целого, потому что ее свойства не сводятся к свойствам отдельных элементов. Важно изучать не только состав, но и структуру системы, рассматривать во взаимосвязи строение и функцию.
Идеи о системности внес в изучение двигательной деятельности также Н.А. Бернштейн. Кибернетический, по сути дела, подход к движениям был им осуществлен более чем за 10 лет до оформления кибернетики как самостоятельной науки.
Современный системно-структурный подход не только не отрицает значения в биомеханике всех направлений, а как бы объединяет их; при этом каждое направление сохраняет в биомеханике свое значение.
Для движения человека характерно слияние множества движений в суставах в единое целое - систему движений. С этим связано возникновение в теории биомеханики проблемы изучения эффективности двигательных действий, как систем движений.
С появлением системного подхода в науках установилось и совершенствуется понятие о системе движений как о способе решения двигательной задачи. Двигательная задача – это представления о предстоящем действии. Строение системы движений, включает состав самих движений, структуру движений и системные свойства, которые отсутствуют у самих составных частей.
Двигательный состав имеет многоуровневое иерархическое строение. В двигательных действиях как системах выделяют пространственные, временные и динамические элементы, представляющие собой состав системы, ее составляющие части.
Пространственные образующие элементы - это положение тела, поза и суставные движения, которые обеспечивают решение простой двигательной задачи.
Суставные движения - это простые движения двух биозвеньев относительно друг друга в одном суставе, направленные на решение простой двигательной задачи.
Суставные движения объединяются в группы одновременных, в ряды последовательных и поочередных движений. Благодаря этому объединению количество степеней свободы звеньев тела увеличивается и этим обеспечивается возможность решения любых двигательных задач. С возрастанием количества участвующих в двигательной деятельности человека суставных движений, количество степеней свободы подвижных звеньев его тела может увеличиваться до ста и более. Это обуславливает практически неограниченные двигательные возможности человека.
Одновременные движения это движения в разных суставах в одно и то же время. Например, движение в суставах маховой ноги и рук при отталкивании в прыжке в длину с разбега.
Последовательные движения характеризуются тем, что выполнение последующего движения в одних суставах начинается тогда, когда предыдущие движения биозвеньев в других суставах еще не закончены. Например, для создания непрерывной тяги при плавании кролем, гребковые движения руками исполняются последовательно, "наслаиваясь" одно на другое.
Поочередные движения происходят в разных суставах, следуют поочередно одно за другим. К временным образующим элементам относятся фазы, периоды, циклы. Например, фаза опоры и фаза переноса ноги вместе составляют двойной шаг – цикл ходьбы.
Структура системы контролирует течение внутренних процессов, взаимодействие с внешним окружением. Она определяет появление новых свойств системы и возможность развития системы.
Элементы системы движений взаимосвязаны. Взаимодействия внутри каждой подсистемы и между подсистемами не только существуют, но и развиваются.
Внутренние взаимодействия обуславливают целостность системы. Движения в системе согласованы в пространстве и во времени; силы, приложенные к кинематическим цепям тела, сбалансированы.
Движения выполняются в соответствии с окружающей средой. Они складываются под непосредственным влиянием внешних сил и сами в той или иной мере изменяют окружающие условия - это внешние взаимодействия системы.
В целом вся структура системы движений делится на двигательные структуры (биокинематические и биодинамические) и информационные. Если первые совместно с двигательным составом относятся к исполнительной части системы движений, то информационные представляют ее управляющую часть.
Двигательная структура - это взаимосвязь движений в пространстве и времени (кинематическая структура), а также силовая и энергетическая взаимосвязь в системе движений (динамическая структура).
Кинематическая структура – это общая организация движений, их пространственные и пространственно-временные характеристики.
Динамическая структура - это закономерности силового (динамического) взаимодействия частей тела человека друг с другом и внешними телами (среда, опора, снаряды, партнеры, противники).
Изучая динамические характеристики движений, определяя приложенные силы, инерционные сопротивления, исследуют причины картины движения. Определяя массы тел и их распределение (инерционные характеристики), а также меры взаимодействия тел (силы и моменты силы), можно исследовать силовые взаимодействия. Это значит, что можно определить источники сил, их величину, направление, место приложения, меру их действия (импульс силы и работу), результат их действия.
Рассматривая совместное приложение ряда сил к звеньям тела, оценивают их взаимное влияние, эффект совместного воздействия, т.е. определяют силовую структуру. При изучении мышечных сил, их совместного действия, сложных отношений, возникающих внутри групп мышц и между их группами, определяют анатомическую структуру. Особое внимание уделяется тому, как посредством мышечных сил учесть действие остальных сил и использовать их.
Установить динамическую структуру, найти закономерности согласования сил - это значит раскрыть сущность движений под действием сил, т.е. объяснить механизмы движений.
Информационная структура. Источниками центростремительной информации являются организованные потоки, ощущения внешнего мира и внутреннего состояния организма человека.
Человек по существу строит не модель внешнего мира, а модель своего восприятия внешнего мира. Системно организованные потоки центростремительной информации создают опережающее отражение предметного мира, без которого невозможны предвидение, подготовка и осуществление самого действия. Чувство собственного тела, его положения и движения в пространстве, отношение его к внешней среде, представляют собой основу управления действием. В ходе овладения действием совершенствуются чувства времени, ритма, расстояний, усилий, инвентаря и снарядов и множества других комплексов.
В противоположном направлении от центральной нервной системы идут потоки "команд" для исполнения действия.
Центральная часть информационных структур содержит в себе важнейшие факторы организации системы движений. Значительно упрощая, можно сказать, что формируются модели, определяющие возможности и осуществление этих возможностей.
Каждое сознательное предметное действие человека связано с формулированием цели, с предвидением результата. Для достижения цели формируется модель двигательной задачи. Ведущую роль в строении двигательной задачи и ее решении играют смыслы - личностные представления человека, связанные с собственным отношением, оценкой, пониманием, принятием и многими другими процессами осуществления двигательного действия.
Системные свойства формируются в процессе развития системы движений как свойства, которых нет ни у одной из ее составных частей. Каждая система функционирует; функционируя -создает новый результат. Этот результат и есть то новое, ради чего и создается и существует система.
Для чего функционирует эта сложная система? В первую очередь надо назвать свойства экономичности, стандартности и стабильности, необходимые для многих видов двигательной деятельности. К качествам двигательной деятельности традиционно относят силу, быстроту, выносливость. Они, определяются не только морфо-функциональной основой человека, но и организацией движений в системы, именно в которых они и проявляются. Сюда же можно отнести и особое учение о координационных способностях, каждая из которых определяется теми же основами (морфология, функция, организация). Вторая группа системных свойств - это специфические качества самих действий (вид спорта, вид группы упражнений, определенное действие).
Системно-структурный подход в биомеханике характеризуется изучением состава и структуры систем, как в двигательном аппарате, так и в его функциях. Этот подход в известной мере объединяет механическое, функционально-анатомическое и физиологическое направления биомеханики.
По современным представлениям, опорно-двигательный аппарат рассматривается как сложная биомеханическая система; движения человека также изучаются как сложная целостная система.
Системно-структурный подход требует изучения системы как единого целого, так как ее свойства не сводятся к свойствам отдельных элементов. Важно изучать не только состав, но и структуру системы, рассматривать во взаимосвязи строение и функцию.
При изучении движений в процессе развития системного анализа и синтеза в последние годы все шире применяется метод кибернетического моделирования - построение управляемых моделей - моделей электронных, математических, физических движений и моделей тела человека.
Структурный подход также играет важную роль в исследовании объектов прогнозирования. Значение его возрастает, поскольку целью исследования является причинное объяснение, т.е. установление причины исследуемого явления. Современные средства познания дают возможность пойти дальше - объяснить структуру явления, расширить представление об изучаемом явлении.
Системно-структурный подход предполагает, с одной стороны, рассмотрение системы (в данном случае экономической) в качестве динамически развивающегося целого, с другой - расчленение системы на составляющие структурные элементы в их взаимодействии, поскольку в реальных условиях каждый структурный элемент воздействует как на все другие элементы, так и на систему в целом. Тем самым создается возможность вскрыть закономерности связи элементов системы , а также их соотношение и субординацию.
Подход основан на объединении данных и процедур в рамках понятия объект в отличие от распространенного структурного подхода, при котором данные и процедуры определяются и реализуются отдельно.
Структурный подход. Он связан с проблемами хранения, реорганизации и извлечения информации и по мере увеличения объемов накапливаемой в компьютерах информации приобретает все большее значение.
При структурном подходе абстрагируются от субъективности, относительной ценности информации и рассматривают логические и физические структуры организации информации. С изобретением компьютеров появилась возможность хранить на машинных носителях громадные объемы информации. Но для ее эффективного использования необходимо определить такие структуры организации информации, чтобы существовала возможность быстрого поиска, извлечения, записи, модификации информационной базы.
Структурный подход в основе своей включает подсчет числа продавцов на данном товарном рынке и сравнение долей, занимаемых каждым участником рынка.
В дополнение к структурному подходу при измерении рыночного потенциала рекомендуется использовать анализ эффективности деятельности хозяйствующих субъектов. При этом подходе определяются
Атре Ш. Структурный подход к организации баз данных. - М. Финансы и статистика, 1983. - 317 с.
К а р а в ч е н к о В. А. и А р у т ю н о в В. X. Некоторые вопросы применения системно-структурного подхода к классификации моделей объектов прогнозов. В кн. Материалы по науковедению. III Киевский симпозиум по науковедению и научно-техническому прогнозированию. Тезисы докладов. Вып. 5, Киев, 1970.
Эти структурные подходы моделируют процессы в виде диаграмм
Структурный подход - это определение значимости, приоритетов среди факторов, методов, принципов и других инструментов в их совокупности с целью установления рационального соотношения (структуры) и повышения обоснованности распределения соответствующих ресурсов. Например, значимость факторов достижения конкурентоспособности товара - качества, цены, качества сервиса , затрат потребителя - может быть примерно следующей 4 3 2 1, т. е. в распределении ресурсов при формировании стратегий приоритет должен быть отдан обеспечению качества товара. Структура стратегических, тактических и оперативных задач в структуре рабочего времени главного маркетолога - 5 3 2, т. е. приоритет должен отдаваться формированию стратегий . Этот подход должен заменить популярный ныне альтернативный подход (или - или).
Как мы уже упоминали, существуют два метода получения рассматриваемых данных - интервью и анкетирование. Иногда используются одновременно оба. Исследования свидетельствуют, что более надежная и полная информация может быть получена путем интервьюирования. Обычно в интервью следуют структурному подходу. Если используется анкета, ответы получаются трех видов да - нет - не знаю, но могут быть и структурированные вопросы с возможностью сложного выбора ответов. Ниже приводится фрагмент подобной анкеты.
Прогресс науки осуществляется в сторону перехода от функционального к структурному подходу, т.е. идет процесс дополнения (не вытеснения, как считают некоторые авторы) функционального подхода структурным, который, естественно, уточняет, дополняет, объясняет и во многом исправляет положения, зафиксированные на функциональном уровне.
На рис. 5.1.2 показано обобщение некоторых специфических сторон функционального и структурного подходов анализа систем.
Структурный подход нередко используется в совокупности с функциональным
Естественно, что этим все многообразие разновидностей структурного подхода не ограничивается. Ниже рассмотрен вариант структурного анализа , предлагающий изучение внутренности системы на одном уровне, когда задано строго фиксированное множество элементов и связей. В этом случае множество элементов и связей рассматривают как совокупность двух различных подмножеств - подмножества элементов аь 2, а3. . . а, . . . ат, или а, и подмножества
При использовании структурного подхода, как правило, говорят не о факторах и параметрах, а о свойствах.
Структурный подход основан на использовании организационной структуры компании , когда совершенствование системы идет по структурным подразделениям . Технологии деятельности при этом описываются через технологии работы структурных подразделений , а взаимодействие структурных подразделений - через модель верхнего уровня. Если строительная компания представляет собой сложную структуру типа холдинг, то необходимо иметь модель взаимодействия всех входящих в него элементов, в которой будут отражены не только технологические, но и финансовые, и юридические моменты.
Структурный подход к проблемам управления - это определение значимости, приоритетов среди факторов, методов, принципов и других инструментов в их совокупности с целью установления рациональности соотношения и повышения обоснованности распределения ресурсов. Разновидностью структурного подхода, точнее определяющего важность факторов в их совокупности, является более сложный метод ранжирования.
В-четвертых, принципиально важным моментом в анализе изменения производственных мощностей является структурный подход, который должен отразить степень прогрессивности происходящих изменений в составе производственных возможностей предприятия. По данным табл. 3.22, замещение номенклатуры произ-
Попытка структурного подхода
Далее рассмотрен структурный подход к науке, продемонстрированный в работах Куна и Лакатоса. Теория Куна привлекла к себе особенное внимание в литературе по бухгалтерскому учету , но затем она была подвергнута критике.
Суть структурного подхода состоит в последовательной декомпозиции исходной системы на подсистемы, функции, комплексы задач , процедуры обработки данных, осуществляемой по принципу сверху вниз . При этом сохраняется целостное представление об ИС, в которой все компоненты взаимоувязаны, что и отличает этот подход от простой интеграции отдельных компонентов в систему методом снизу вверх.
В каких случаях применяется структурный подход к изме-рейию количества информации
Для обеспечения эффективного функционирования рынка и поддержания конкуренции между производителями в экономически развитых странах государство проводит активную антимонопольную политику . Эта политика опирается на антимонопольное (антитрестовское) законодательство, которое отражает два принципиальных направления. Первое связано с делением крупных компаний на небольшие независимые фирмы с ограничением и даже запретом на их слияние. Это так называемый структурный подход, направленный на усиление конкурентоспособности фирм . Второе - государство оставляет нетронутыми фирмы, контролируя их цены и прибыль. Каждое правительство принимает свою концепцию антимонопольной политики . Например, в США преоб-
Технология ASE обеспечивает создание программного кода, его тестирование, создание и хранение эталона разработанного программного кода для формирования программы любых однотипных объектов. В технологии ASE структурный подход к проектированию использует как основной копирование эталонного программного кода с последующей глобальной заменой
Загрузка...
