2.4. Применение принципа рутинного подкрепления к разработке АС
В качестве основного применения принципа рутинного подкрепления рассмотрим фрагменты процедуры разработки автоматизированной системы. Этот процесс планируется на основе дерева целей по проблеме, когда ветвление начинается с описания главной цели вплоть до построения задач нижнего уровня.
2.4.1. Построение дерева целей
ДЕРЕВО ЦЕЛЕЙ - структурированная, построенная по иерархическому принципу (распределенная по уровням, ранжированная) совокупность целей системы, программы, плана, в которой выделены: генеральная цель ("вершина дерева"); подчиненные ей подцели первого, второго и последующего уровней ("ветви дерева"). Название "дерево целей" связано с тем, что схематически представленная совокупность распределенных по уровням целей напоминает по виду перевернутое дерево. Пример "дерева целей": генеральная цель - удовлетворение потребностей человека в пище, подцели первого уровня - удовлетворение потребностей в белках, жирах, углеводах, витаминах, подцели второго уровня - удовлетворение потребностей в хлебе, молоке, масле, овощах, фруктах и т.д.
Подобная (согласно Л.Н.Титовой) модель позволяет учесть существование иерархии целей. Это означает, что между целями, помимо конфликтов, обычно существуют и другие связи. Ими являются отношения подчинения (для реализации цели А необходимо осуществление целей B, C и т.д., которые называют целями-средствами) и предшествования (до цели D надо выполнить цель E). Кроме того, между целями могут быть отношения совместного подчинения, при котором они являются детализирующими частями или предшественниками одной и той же более глобальной цели.
Для построения такой модели формулировки целей должны состоять из следующих элементов:
содержание цели (что должно быть достигнуто?);
масштаб цели (в каком объеме должна быть достигнута цель?);
срок выполнения цели (за какое время должна быть достигнута цель?).
Модель дерева целей может быть описана с помощью связного ориентированного древовидного графа, вершины которого являются целями различной степени детализации, а ребра - связями между ними. Эти связи заключаются в том, что для выполнения некоторой цели (вершины графа) необходимо и достаточно выполнить хотя бы часть ее подцелей (подчиненных ей вершин).
Под "связностью" графа понимается, что его нельзя разбить хотя бы на две полностью независящих друг от друга системы целей. "Ориентированность" означает, что для двух связанных между собой элементов А и В правильно только одно из утверждений типа "Для выполнения цели А необходимо выполнить цель В" или, наоборот, "Для выполнения цели В необходимо выполнить цель А".
Модель дерева целей лишь частично соответствует строгому определению понятия "дерево" теории графов и имеет следующие особенности:
имеется одна-единственная вершина - "корень" дерева, которая не является подвершиной ни одной другой вершины. Это главная цель, а остальные лишь детализируют, раскрывают ее;
на всех уровнях, кроме первого, которому соответствует корень, могут находиться вершины, не имеющие подвершин - "листья" дерева. Листья - наиболее мелкие, частные цели (цели-средства или мероприятия), не подлежащие дальнейшей расшифровке исходя из выбранной степени детализации;
одна и та же вершина может являться подвершиной нескольких вершин. Это означает, что одно и то же событие (цель) может требоваться для реализации разных целей более высокого уровня. Введение такого отличия от классического дерева теории графов отражает существование эффекта синергии (например, - уменьшение затрат за счет многоцелевого использования одного и того же элемента).
Первые два требования полностью заимствованы из теории графов для объектов типа "дерево".
Для реализации любой вершины, не являющейся "листом", может быть необходимо и достаточно выполнение лишь части ее подвершин (альтернативной группы). Практически это означает, что существуют различные способы выполнения одной и той же задачи, а каждый способ может быть раскрыт в виде более подробного рецепта. Между собой вершины в альтернативной группе связаны соотношением логического И, между группами действует соотношение логического ИЛИ.
2.4.2. Создание АС. Фрагмент процедуры проектирования.
Пример фрагмента дерева целей, разработанного для построения Автоматизированной системы (АС), показан на рис.9. АС, по определению, представляет собой организационно-техническую систему, предназначенную для автоматизации информационных процессов, обеспечивающих принятие решений в различных областях деятельности. То есть центральным рабочим процессом разработки является создание информационного обеспечения. Оно базируется и определяет, какое программное обеспечение необходимо приобрести, разработать самостоятельно или адаптировать. В зависимости от этого определяются параметры технического обеспечения: тип и конфигурация корпоративной вычислительной сети, параметры серверов и рабочих станций, тип каналов передачи данных. Тип интерфейсов, языки интерфейсов и разработки ПО определяются лингвистическим обеспечением. Эргономическое обеспечение определит параметры рабочей среды как в части проектирования пользовательских интерфейсов, так и параметров технических средств и интерьера рабочих помещений. Алгоритмы для ПО – математическое обеспечение. Все регламенты, инструкции по работе с ПО, техническими средствами, по рабочему взаимодействию персонала дает организационное обеспечение.
В рамках разработки информационного обеспечения АС определяются информационная модель объекта автоматизации, состав и структура баз данных и перечни пользовательских запросов и типовых отчетов АС определяются на основе проработки функциональной части системы. Дерево целей дает структуру задач, которые необходимо решить для достижения главной цели процесса разработки. А ведь есть еще перечни объектов (продуктов создания АС) и наборы объектов, без которых невозможна реализация задач, определенных деревом целей.
Рис. 9.
Время синтеза системы по дереву целей направлено снизу вверх. Поворот дерева целей по часовой стрелке на 90 градусов дает метафору получения структурной основы для построения процессной сети. Например, выходом процесса разработки информационного обеспечения являются информационная модель системы, перечень классификаторов, состав баз данных. На входе – набор концептуальных моделей автоматизируемой предметной области (онтология), перечень пользовательских запросов, требования к пользовательским интерфейсам, состав программного обеспечения. Иллюстрирует сказанное процесс на рис.10. Дальнейшее ветвление процессной сети в интересах привязки объектов входного набора приводит к схеме рис.11.
Рис.10.
Рис.11.
При построении схемы сложного процесса проявляется и поэтапно разрастается запараллеливание процессов. По мере приближения к окончанию диаграммы сложного процесса степень запараллеливания, как правило, пройдя пик, начинает убывать.
Если составить иерархированный список процессоров – субъектов, ответственных за процессы, то получим организационную структуру системы. Пример фрагмента такой структуры показан на рис. 12.
Рис.12.
Проектирование системы на основе ее дерева целей представляет собой нормативное проектирование – то есть от того «как должно быть». Достижение цели уровня n обеспечивается решением задач нижележащего уровня n+1 на дереве целей. Решение каждой из задач предполагает наличие процесса решения. То есть на основе входных данных разворачивается некоторая последовательность этапов решения, приводящая к получению искомого результата. Таким образом, получаем процессную сеть, в данном случае – разработки АС. Поскольку каждое из преобразований (операций) процессной сети контролируется (осуществляется) некоторым исполнителем, их (исполнителей) полная нотация позволяет построить организационную структуру разработки. Она может отличаться от реально существующей как за счет «лишних» должностей – они не имеют во владении никаких процессов, так и недостающих.
|
