Методология структурного анализа и проектирования бизнес-процессов

Одна из особых ситуаций заключается в разветвлении или соединении внешних дуг между диаграммами. Например, две внешние выходные дуги на диаграмме могут быть частями общей выходной дуги на границе блока. Это может произойти, если аналитик вместо того, чтобы обычным способом соединить их на диаграмме, оставляет это соединение неявным. Узнать об этом непоказанном соединении или разветвлении можно только, заметив, что коды ICOM для двух разных дуг совпадают. Рекомендуется почти во всех случаях делать явным факт соединения или разветвления внешних дуг, вычерчивая это на декомпозируемой диаграмме. Это позволит избежать использования ICOM-меток для указания соединения или разветвления дуг.

Особая ситуация возникает также тогда, когда входная дуга превращается в дугу управления и наоборот. Это происходит, если дуга управления (или входная), касающаяся границы блока, используется при декомпозиции диаграммы как входная (или соответственно управленческая) дуга. Такая ситуация встречается редко. Но следует всегда думать об альтернативных способах построения диаграммы, прежде чем применять эту технику. Две другие особые ситуации возникают, когда дуги "входят в тоннель" между диаграммами. Луга "входит в тоннель", либо (1) если она является внешней дугой, которая отсутствует на родительской диаграмме (имеет скрытый источник), либо (2) если она касается блока, но не появляется на диаграмме, которая его декомпозирует (имеет скрытый приемник). Тоннельные дуги от скрытого источника начинаются скобками, чтобы указать, что эти дуги идут из какой-то другой части модели или прямо извне модели. На рис. 3-2 дуга незанятый рабочий С1 блока получить задание и назначить исполнителя на диаграмме ЭМЦ/А1 входит в тоннель и поэтому она не касается блока управлять выполнением задания на родительской диаграмме ЭМЦ/АО. Тоннельные дуги, имеющие скрытый приемник, кончаются скобками, чтобы отразить тот факт, что такая дуга идет к какой-то другой части модели или выходит из нее или что она не будет более в этой модели рассматриваться. На рис. 3-2 все дуги механизмов диаграммы изготовить нестандартную деталь являются тоннельными и указывают на то, что они не будут показаны при декомпозиции соответствующих блоков. Наш опыт свидетельствует, что описанные особые ситуации встречаются редко, и если это все же происходит, то по очень специальным причинам. Хотя мы неоднократно сталкивались с полезным применением этой методики, советуем применять ее с большой осторожностью. При неправильном использовании она быстро становится прикрытием плохого моделирования. Поэтому мы рекомендуем ее только опытным SADT-аналитикам, да и то редко. Вместо этого мы предлагаем использовать синтаксис SADT-моделей стандартными способами, которые обсуждаются в этой книге. Если же диаграммы становятся слишком сложными для чтения и понимания, можно обратиться к этим альтернативным методам. Если вы хотите познакомиться со специальными случаями использования синтаксиса SADT, обратитесь к изучению моделей промышленного производства, представленных в части VI, чтобы посмотреть, как эти методы применяются для упрощения описаний систем.

3.6 Резюме

SADT-диаграммы являются декомпозициями ограниченных объектов. Объект ограничивается блоком и касающимися его дугами. Диаграмма, содержащая границу, называется родительской диаграммой, а диаграмма, декомпозирующая блок родительской диаграммы, называется диаграммой-потомком. Для связывания родительской диаграммы и диаграммы-потомка используются С-номера, так что модель всегда сохраняет актуальность. Коды ICOM используются для того, чтобы стыковать диаграмму-потомка с родительской диаграммой. Номер узла идентифицирует уровень данной диаграммы в иерархии модели. Когда диаграммы в модели становятся слишком трудными для чтения, для упрощения описания системы могут разумным образом использоваться специальные технические приемы типа "вхождения дуг в тоннель".

Глава 4. Процесс моделирования

SADT-проектов: эксперты являются источниками информации, авторы создают диаграммы и модели, библиотекарь координирует обмен письменной информацией, читатели рецензируют и утверждают модели, а Комитет технического контроля принимает и утверждает модель. В данной главе представлен общий обзор процесса моделирования. Более детально его отдельные шаги обсуждаются в главах 5 и б, а также в частях II и III.

4.1 Получение знаний в процессе опроса

В процессе моделирования сведения об изучаемой системе получают с помощью испытанной методики сбора информации - опросов или интервью. Для получения наиболее полной информации SADT предлагает использовать различные ее источники (например, читать документы, опрашивать людей, наблюдать за работой системы). Независимо от конкретного источника информации методология SADT рекомендует руководствоваться определенной целью при его использовании. Это означает, что вы должны определить свои потребности в информации прежде, чем выбрать очередной источник. Во время опроса графический язык SADT используется как средство для заметок, которые служат основой для построения диаграмм. Процесс опроса подробно описан в главе 7.

4.2 Документирование полученных знаний

Создание модели (блок 2 на рис. 4-1) - это второй важный этап в процессе моделирования, на котором аналитик документирует полученные им знания о данной проблемной области, представляя их в виде одной или нескольких SADT-диаграмм. Процесс создания модели осуществляется с помощью специального метода детализации ограниченного субъекта.

В значительной мере успех методологии SADT объясняется ее графическим языком, хотя не менее ценным является сам процесс моделирования. Процесс моделирования в SADT включает сбор информации об исследуемой области, документирование полученной информации и представление ее в виде модели и уточнение модели посредством итеративного рецензирования. Кроме того, этот процесс подсказывает вполне определенный путь выполнения согласованной и достоверной структурной декомпозиции, что является ключевым моментом в квалифицированном анализе системы. SADT уникальна в своей способности обеспечить как графический язык, так и процесс создания непротиворечивой и полезной системы описаний.

Мы утверждаем, что SADT является методологией в полном смысле, потому что она объединяет итеративный процесс создания модели, нотации, управляющие конфигурацией модели, язык ссылок для диаграмм, язык функций моделей с графическим языком описания системы, а также рекомендации по реализации аналитических проектов. Нотации, управляющие конфигурацией, гарантируют, что новые диаграммы будут корректно встроены в иерархическую структуру модели. Язык ссылок в SADT, правила сокращений для ссылок, адресованных к отдельным частям диаграммы, облегчают оформление замечаний при рецензировании модели. Язык функций позволяет декларативно определять правила работы системы, что часто является особенно важным завершающим шагом в описании системы.

На рис. 4-1 изображен процесс моделирования в SADT, описанный с помощью SADT-диаграммы. Диаграмма отражает тот факт, что процесс моделирования в SADT является итеративной последовательностью шагов, приводящих к точному описанию системы. Высокая эффективность этого процесса обусловлена его организацией, в основе которой лежит разделение функций, выполняемых участниками создания SADT-проектов: эксперты являются источниками информации, авторы создают диаграммы и модели, библиотекарь координирует обмен письменной информацией, читатели рецензируют и утверждают модели, а Комитет технического контроля принимает и утверждает модель. В данной главе представлен общий обзор процесса моделирования. Более детально его отдельные шаги обсуждаются в главах 5 и б, а также в частях II и III.

4.3 Корректность модели проверяется в процессе итеративного рецензирования

Моделирование в SADT - инженерная дисциплина. Это означает, что модели создаются, исходя из действительной ситуации, и что эти модели проходят через серию последовательных улучшений до тех пор, пока они в точности не будут представлять реальный мир. Одной из основных компонент методологии SADT является итеративное рецензирование, в процессе которого автор и 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. Папки с замечаниями являются, таким образом, обратной связью, которую авторы получают на свою работу. Читатели - это те, кто читает и критикует создаваемую модель (см. блок 4 на рис. 4-1), а затем помещает замечания в папки. Их работа возможна благодаря тому, что графический язык SADT-диаграмм позволяет создавать диаграммы и модели, которые можно легко и быстро читать. (Простота графического языка потому не случайна. Она позволяет получить представление о системе, на основе которого можно дать обоснованное заключение о достоверности модели.)

Обычно отдельная папка рецензируется одновременно несколькими читателями, и все их замечания поступают к определенному сроку к автору. 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. Это показывает, что моделирование в SADT является инженерной дисциплиной, потому что итеративная коллективная деятельность - признак инженерной деятельности. Это связано с тем, что модель в SADT очень редко создается одним автором. На практике над различными частями модели могут совместно работать множество авторов, потому что каждый функциональный блок модели представляет отдельный субъект, который может быть независимо проанализирован и декомпозирован. Таким образом, модель сама координирует работу коллектива авторов, в то время как процесс моделирования SADT координирует совместное рецензирование возникающих идей. Полное описание инженерного процесса приведено в части III.

4.4 Координация процесса рецензирования

Организация своевременной обратной связи имеет важнейшее значение для эффективного моделирования, потому что устаревшая информация потенциально способна свести на нет все усилия по разработке системы. Вот почему SADT выделяет специальную роль наблюдателя за процессом рецензирования. На рис. 4-1 показано, что эту роль выполняет библиотекарь, который является главным координатором процесса моделирования в SADT, обеспечивая своевременное и согласованное распространение рабочих материалов. Библиотекарь распространяет полученные от авторов папки, контролирует их движение, рассылает напоминания о своевременном возвращении авторам папок с замечаниями и о сроках ответов авторов на предложения читателей. Кроме того, библиотекарь печатает законченные модели после того, как они одобрены и приняты к использованию.

4.5 Модели используются после их одобрения

Вспомним, что SADT-модели создаются с конкретной целью, и эта цель записана на диаграмме А-0 модели. В каком-то смысле эта цель определяет, как будет использоваться модель. Таким образом, как только завершено создание модели с требуемым уровнем детализации и модель проверена, она может применяться для достижения поставленной цели. Например, модель экспериментального механического цеха создана для описания деятельности различных работников механического цеха, хотя результирующая модель всегда предназначалась как основа учебного руководства для нового персонала. Если эта модель точно описывает работу персонала в цехе, но не может служить для подготовки учебного руководства - она бесполезна. Точная модель не всегда полезна.

В процессе SADT-моделирования рекомендуется выделить специальную группу людей, ответственных за то, что создаваемая в процессе анализа модель будет точна и используема в дальнейшем. Эта группа, называемая Комитетом технического контроля (см. блок 5 на рис. 4-1), отвечает за контроль качества моделей, создаваемых авторами SADT-проекта. Комитет следит за выполняемой работой и ее соответствием конечным целям всего проекта. Члены Комитета обсуждают модель и оценивают, насколько она может быть использована и будет использована соответствующим образом в ходе выполнения проекта для достижения его глобальных целей.

Таким образом, Комитет технического контроля находится в наиболее выгодном положении при определении текущего направления развития проекта и выработке предложений по его корректировке. Комитет реализует это с помощью рецензий. Модели, которые достигли желаемого уровня детализации и точности с точки зрения технических требований, направляются членам Комитета технического контроля для обсуждения и утверждения. Комитет оценивает, насколько применима данная модель. Если модель признана Комитетом применимой, она публикуется. В противном случае авторам направляются замечания для необходимой доработки.

4.6 Резюме

SADT - это методология, потому что она интегрирует процесс моделирования, управление конфигурацией проекта, использование дополнительных языковых средств и руководство проектом со своим графическим языком. Процесс моделирования может быть разделен на несколько этапов: опрос экспертов, создание диаграмм и моделей, распространение документации, оценка адекватности моделей и принятие их для дальнейшего использования. Этот процесс хорошо отлажен, потому что при разработке проекта специалисты выполняют конкретные обязанности, а библиотекарь обеспечивает своевременный обмен информацией. Успех SADT-проектов объясняется также и тем, что Комитет технического контроля оценивает модели с точки зрения их реального использования.

На этом завершается обзор основных концепций SADT, связанных с функциональными диаграммами и функциональными моделями. Главы 5 и 6 посвящены более глубокому изучению материала, касающегося диаграмм, моделей и процесса их разработки, который называется созданием модели. Вы, возможно, пожелаете теперь перейти к части II, чтобы узнать, как начинается создание функциональной модели. Если это так, не стесняйтесь вернуться к главам 5 и 6, когда захотите глубже познакомиться с концепциями методологии SADT.

Глава 5. Более глубокие концепции диаграмм

В этой главе обсуждаются некоторые более глубокие концепции, позволяющие рассматривать SADT как превосходный язык описания систем. С точки зрения построения функциональных диаграмм качество диаграммы в значительной степени зависит от того, насколько хорошо методология позволяет анализировать объекты системы. Чем лучше проанализированы объекты системы, тем полнее функциональные диаграммы будут описывать работу системы. Из этого следует, что декомпозиция данных должна начинаться раньше и проводиться согласованно с декомпозицией функций. Хорошая декомпозиция данных является ключом к хорошей декомпозиции функций, поэтому в этой главе мы уделим основное внимание более детальному объяснению сущности дуг SADT как в контексте диаграмм, так и в контексте модели.

5.1 Дуги имеют различное содержание

В SADT дуги изображают объекты. Мы подчеркиваем здесь термин "объекты", поскольку, в отличие от традиционных диаграмм потоков данных из систем программного обеспечения, SADT-диаграммы содержат дуги, изображающие большое многообразие объектов. На рис. 5-2 диаграмма изготовить нестандартную деталь содержит дуги, изображающие планы, станки, инструменты, сырье, документы, технические чертежи, готовые детали, устные требования и оценки. Точное описание системы должно содержать такое многообразие объектов для адекватного объяснения ее работы как на уровне деталей, так и на уровне ее окружающей среды. Способность SADT изображать многообразие объектов с помощью дуг следует из того, что SADT является методологией описания систем самого общего назначения, а не только программного обеспечения. Чтобы помочь аналитикам и экспертам в понимании и описании того, как различные объекты связаны друг с другом, в графический язык SADT введено два типа объектов: объекты, преобразуемые системой, и объекты, управляющие выполнением этих преобразований. В SADT они называются соответственно входами и управлениями.

5.2 Дуги могут быть декомпозированы

SADT является мощным языком описания систем во многом благодаря возможности декомпозиции дуг. Разветвления дуг и их соединения -это тот самый синтаксис, который позволяет описывать декомпозицию содержимого дуг. Этот синтаксис выбран не случайно. Представьте себе толстый телефонный кабель. Если вы разрубите его пополам, то увидите, что главный кабель состоит из нескольких меньших кабелей, которые, в свою очередь, состоят из еще меньших кабелей, и т.д. вплоть до отдельных проводов. Дуги SADT могут рассматриваться как кабели, соединяющие, разъединяющие и переносящие многообразие объектов. Вот почему дуги имеют разветвления и соединения.

Рис. 5-1 SADT-диаграмма, содержащая разветвления и соединения дуг

Рассмотрим дуги план выполнения задания и принятое задание на диаграмме рис. 5-1. Из диаграммы видно, что эти дуги представляют совокупности объектов, поскольку каждая из них разветвляется на две отдельные дуги с различными метками. Следуя структуре дуг, можно сказать, что чертеж - часть плана выполнения задания, а принятое задание либо формируется из детали с биркой и штампа "принято", либо является принятым, но незаконченным заданием. Это все, что можно узнать об этих дугах из диаграммы изготовить нестандартную деталь. Однако мы всегда можем посмотреть на декомпозицию блоков этой диаграммы для выяснения дополнительных подробностей содержания этих дуг. Например, на диаграмме выполнить задание (рис. 5-4) мы видим, что станки и инструменты состоят из набора инструментов и станков в цехе.

Таким образом, разветвляющиеся и соединяющиеся дуги отражают иерархию объектов, представленных этими дугами. Однако дуги описывают только ту иерархию, которая связывает отдельные функции системы, представленные на диаграммах. На самом деле, из отдельной диаграммы редко можно понять полную иерархию дуги Обычно это требует чтения большей части модели, а иногда из-за выбранной точки зрения подробности отдельных дуг не раскрываются совсем. Вот почему SADT предусматривает дополнительное описание полной иерархии объектов системы посредством формирования глоссария для каждой диаграммы модели и объединения этих глоссариев в Словарь данных. Таким образом, Словарь данных, важное дополнение модели, становится основным хранилищем полной иерархии объектов системы (см. главу 18).

Иногда функция разделяет дугу на ее компоненты точно так же, как призма разлагает свет на цвета. В этом случае для получения дополнительных сведений о содержании компонент и взаимосвязях между ними важно изучить, что выполняет эта функция На рис. 5-4 дуга план выполнения заданий является дугой управления для функционального блока определить степень выполнения задания, у которого одним из выходов служит следующий шаг задания, который в свою очередь содержит указания, по выбору инструментов. Хотя это и наводит на мысль о том, что следующий шаг задания и указания являются компонентами плана выполнения задания, мы должны проанализировать декомпозицию блока определить степень выполнения задания и, возможно, исследовать Словарь данных, чтобы убедиться в правильности этого предположения.

Рис. 5-2 Туннельные дуги позволяют «спрятать» некоторые подробности и показать необходимые детали

5.3 Дуги могут быть "помещены в тоннель"

Потенциально все дуги на диаграмме, независимо от их содержания, могут быть "помещены в тоннель". Как указано в главе 3, помещение дуги в тоннель является способом скрытия ее источника или приемника. Эти два вида проходящих через тоннель дуг (со скрытыми источниками и приемниками) не проходят "сквозь" границу, определяемую блоком и его дугами. Начало проходящих через тоннель дуг, появляющихся из неизвестного источника, заключено в скобки, что указывает на появление этих дуг из некоторой другой части модели или непосредственно извне. На диаграмме ЭМЦ/А1 (рис. 5-2) дуга незанятый рабочий имеет начало, выходящее из тоннеля. Поэтому эта дуга не появляется на диаграмме ЭМЦ/АО. Конец входящих в тоннель дуг с неизвестным приемником заключается в скобки для указания, что эти дуги либо идут в другую часть модели, либо непосредственно выходят из модели, либо не рассматриваются более. Например, дуга механизма для блока 2 на диаграмме ЭМЦ/АО имеет входящий в тоннель конец и поэтому не появляется на диаграмме ЭМЦ/А1. Термин "тоннель" является здесь вполне подходящим, поскольку можно представлять себе входящую в тоннель дугу как бы "уходящей под землю".

"Тоннельные" обозначения были введены в SADT после нескольких лет интенсивного использования этой методологии в ряде областей. Опыт показал, что при описании сложных систем требуется большое число дуг для корректного и подробного представления системы. Часто эти дуги могут быть объединены, но иногда важные объекты системы, не показанные ранее на более высоких уровнях иерархии модели, появляются при описании новых деталей. Кроме того, эти детали обычно не столь важны, чтобы их показывать на более высоких уровнях модели. "Тоннельные" обозначения используются для того, чтобы избежать хаотического заполнения нежелательными подробностями диаграмм высокого уровня. Эти обозначения дают возможность управлять появлением необходимых деталей, не запутывая более общие описания родительских диаграмм. Рис. 5-2 дает хороший пример использования тоннельных дуг, позволяющих избежать появления нежелательных деталей на верхних уровнях модели. Дуга незанятый рабочий диаграммы ЭМЦ/А1 требуется на уровне блока управлять выполнением задания, но прохождение этой дуги по верхним диаграммам, включая диаграмму изготовить нестандартную деталь, могло бы только запутать их содержание. Так как дуга незанятый рабочий неуместна на диаграмме АО, она помещена в тоннель. Кроме того, "тоннельные" обозначения помогают скрывать сведения, необходимые только для верхних уровней модели. Это минимизирует вероятность загромождения диаграмм-декомпозиций необязательной информацией. Дуги с заключенными в скобки концами выполняют эти задачи, поскольку они не рассматриваются как часть границы при касании ими блока и, следовательно, не переносятся на диаграмму, декомпозирующую этот блок. На рис. 5-2 показано, как за счет помещения дуг механизмов в тоннель удается избежать загромождения декомпозиции диаграммы изготовить нестандартную деталь неинформативными или очевидными дугами механизмов, касающимися всех блоков. Они запутали бы декомпозиции, не добавив никакой новой информации. Это очень сильно тормозило бы дело, поэтому неинформативные дуги скрывают у границы блока.

Рассмотренные примеры свидетельствуют, что помещение дуг в тоннель осуществляется не просто для удобства. Это очень важный способ точной регулировки модели для описания системы. Позже мы рассмотрим достаточно много примеров помещения дуг в тоннели, что существенно упрощает описания систем. Хотя помещение дуг в тоннель может оказаться очень полезным, мы рекомендуем пользоваться этим приемом с максимальной осторожностью. Он легко может стать прикрытием плохого моделирования. Поэтому мы рекомендуем сначала проводить дуги сквозь границы блоков, а затем определять, в каких случаях это снижает качество описания. Только после этого можно помещать дуги в тоннели для улучшения читабельности модели.

5.4 Различие между входными дугами и дугами управления

В методологии SADT между входными дугами и дугами управления существует определенное различие. В этом заключается одно из главных отличий SADT от других методологий структурного анализа. Можно возразить, что для описания системы достаточно только входов и выходов функций преобразования. Однако, делая различие между входными дугами и дугами управления, SADT дает аналитику возможность точно описать ограничения, накладываемые на функции преобразования. Ограничения позволяют получить более верное представление о работе системы, поскольку они описывают факты и правила, которым должны следовать функции преобразований.

Рассмотрим функциональный блок собрать на рис. 5-3, преобразующий сиденье, набор ножек и спинку в стул. Описание с помощью потока данных на этом бы закончилось. SADT же позволяет аналитику дать дополнительную информацию о блоке собрать. Рис. 5-3 показывает, что для правильной работы блока собрать требуется чертеж. Очевидно, что чертеж, не является частью конечного стула, но он играет важную роль в функции собрать. Без чертежа сборка стульев может оказаться совершенно неорганизованной активностью. В лучшем случае возможны различные стратегии сборки. Добавив дугу управления чертеж, аналитик дает четкое указание - при сборке стульев следует руководствоваться только чертежом.

Точно определив, что чертеж, управляет блоком собрать, аналитик не делает больше никаких предположений. Это создает благоприятную ситуацию для более сильных утверждений. Например, дуга управления на рис. 5-3 могла бы иметь метку чертеж и особые указания, означающие, что чертеж является стандартным руководством при сборке. Особые указания также должны учитываться при сборке даже в исключительных случаях. Без дуг управления SADT описание системы невозможно было бы интерпретировать настолько легко и точно. Различие между входными дугами и дугами управления - действительно мощное средство графического языка SADT.

5.5 Дуги механизмов определяют способы реализации функций

Второе главное отличие методологии SADT от других методов структурного анализа заключается в том, что она отводит важную роль механизму - понятию, свойственному только этой методологии. В SADT система описывается в первую очередь с точки зрения ее функций. Но система должна быть в конечном итоге реализована (т.е. быть работоспособной), поэтому дуги механизма SADT имеют большое значение при описании системы. Они дают аналитику возможность точно определить способ выполнения конкретной функции, какие Ресурсы требуются для этой функции, кто будет выполнять ее и т.д. С помощью дуг механизма аналитик может добавить к описанию последние детали, не вызывающие сомнений в том, что происходит при выполнении функции.

Рассмотрим функцию собрать, описанную на рис. 5-3, но с дугой механизма, присоединенной к блоку снизу. Рассмотрим теперь, как может быть выполнен блок собрать, если дуга механизма имеет метку клей. Вы можете представить себе деревянные детали, сначала намазанные клеем, затем состыкованные вместе и высушенные. Если же к блоку собрать присоединена дуга механизма, помеченная словом отвертка, вы можете представить себе детали стула, содержащие винты и обладающие штифтовой схемой соединения, которая требует просто стыковки деталей и затягивания винтов. Сценарии существенно различаются всего лишь из-за изменения единственного слова на дуге механизма. Этот пример показывает, что дуги механизма выявляют средства, необходимые для выполнения функции.

Механизмы (на диаграмме) определяют кто будет выполнять конкретные функции. Как указано на рис. 5-2, дуги механизмов на диаграмме изготовить нестандартную деталь уточняют, что главные функции экспериментального механического цеха будут выполняться представителями трех типов персонала: мастером, оператором, контролером. Это свидетельствует о совместном выполнении функции различными специалистами. Другими словами, несколько дуг механизмов, касающихся блока, могут представлять скоординированную деятельность.

Механизмы могут также указывать, что одни функции поддерживают выполнение других функций, поэтому они должны выполняться в требуемой последовательности. На рис. 5-4 показано, что блок подготовить рабочее место должен выполняться до блока обработать на станке и собрать, поскольку оборудованное рабочее место должно быть приготовлено до начала работы. В этом случае система требует определенной последовательности операций. На рис. 5-2 в диаграмме управлять выполнением задания исполнительская дуга механизма для блока 1 с меткой стеллаж входных заданий определяет, где искать вновь полученный рабочий комплект. В этом случае аналитик хотел подчеркнуть, что в экспериментальном механическом цехе стеллаж входных заданий важен для выполнения функции получить задание и назначить исполнителя. Все эти примеры свидетельствует о том, что при описании различных аспектов функционирования и реализации систем дуги механизмов имеют важное значение. Понятие обратной связи является фундаментальным для теории систем. Обратная связь возникает, когда выход некоторой функции А воздействует на выход функции В, а выход функции В воздействует на другую активацию функции А. Основополагающей для SADT является возможность описания двух различных видов обратной связи: обратная связь по управлению и по потоку данных. Разграничения этих двух видов обратной связи очень важно, поскольку обратная связь по управлению сильнее влияет на работу системы, чем обратная связь по потоку данных. Давайте разберемся, почему.

Обратная связь по потоку данных между двумя функциями возникает, когда выход одной функции становится входом другой. Например, функция управлять выполнением задания диаграммы изготовить нестандартную деталь (рис. 5-2) показывает обратную связь потока данных с функцией выполнить задание. Это пример обратной связи, возникающей в результате попытки системы эффективно использовать свои отходы (т.е. использовать брак в качестве металлолома для сокращения потребности в сырье). Еще один пример обратной связи между теми же двумя функциями - принятое, но незаконченное задание. Она возникает в результате итерации, улучшающий входы до желаемого уровня качества. В данном случае обработка и контролирование производятся до тех пор, пока параметры детали не окажутся в пределах, указанных в чертеже.

Рис. 5-4 Одни функции модели поддерживают выполнение других функций

Обратная связь по управлению появляется тогда, когда выходы двух функций воздействуют друг на друга. Классический сценарий "цыпленок и яйцо" иллюстрирует обратную связь по управлению. Диаграмма изготовить нестандартную деталь (рис. 5-2) показывает обратную связь по управлению между блоками управлять заданием и выполнить задание через статус задания. В этом случае статус задания отражает пошаговое продвижение процесса выполнения задания в соответствии с графиком, определенным в плане выполнения задания. Опираясь на статус задания, управляющий пересматривает план выполнения задания, которые, в свою очередь, воздействуют на будущую деятельность рабочего, связанную с этим заданием. Это пример эффективной реализации системой функций по планированию и обработке с помощью обратной связи по управлению.

Приведенные примеры иллюстрируют различия между обратной связью по управлению и обратной связью по потоку данных. Воздействующие друг на друга функции в цикле обратной связи по управлению часто не могут хорошо выполняться друг без друга, а система при отсутствии обратной связи иногда может не работать. Например, составление обоснованного плана выполнения задания является отчасти результатом опыта, приобретенного при выполнении задания, что является результатом планирования работы. С другой стороны, обратная связь по потоку данных не связывает так тесно функции, как обратная связь по управлению. Например, не использование забракованных заданий в качестве сырья не снижает ни эффективности работы экспериментального механического цеха, ни качества деталей. Не использование брака просто делает систему излишне расточительной. Следовательно, обратная связь по управлению связывает функции между собой значительно жестче, чем обратная связь по потоку данных.

5.6 Резюме

Хорошая функциональная декомпозиция опирается в первую очередь на хорошую декомпозицию объектов системы. Дуги являются иерархическими наборами объектов системы. Они с помощью разветвлений и соединений описывают, как эти объекты декомпозируются. В принципе все дуги могут быть помещены в тоннель. Помещение дуг в тоннель позволяет не только скрыть нежелательные факты, но и представить необходимые подробности на соответствующем уровне модели. SADT различает объекты, преобразуемые системой (входы), и объекты, управляющие преобразованиями системы (управления). Дуги управления описывают правила и факты, влияющие на выполнение функции. Входные дуги содержат трансформируемые объекты. Таким образом, дуги управления и входные дуги представляют объекты совершенно различной природы. Дуги механизмов используются для конкретизации выполнения данной функции (например, как она выполняется или кто ее выполняет). Обратная связь по управлению свидетельствует о взаимном влиянии функций, тогда как обратная связь по потоку данных указывают на повторное использование и итерацию. Поэтому обратная связь по управлению связывает две функции между собой значительно жестче, чем обратная связь по потоку данных.

Глава 6. Более глубокие концепции моделей

6.1 Модели SADT структурируют естественный язык

Отличительная особенность SADT как методологии описания систем заключается в том, что она, используя в качестве основы естественный язык экспертов, структурирует этот язык с помощью своих графических средств. Естественный язык позволяет эксперту свободно описывать функционирование системы, пользуясь знакомой и удобной терминологией письменно и в беседе. Затем в процессе создания диаграмм автор снабжает слова эксперта специальной пунктуацией в соответствии с графическим языком SADT. Графические обозначения SADT, так же как и пунктуация, обладают высокой степенью точности. Используя "расширенную форму пунктуации", SADT-автор дает более точное и сжатое описание системы, не жертвуя качеством. Графика SADT устраняет неоднозначность описаний, выполненных экспертом на естественном языке.

Устранение неоднозначности достигается в результате стандартной интерпретации графических обозначений SADT. формально описание

Отдельный блок В, связанный с входными дугами I, дугами управления С, выходными дугами О И дугами механизма М" соответствует фразе: «Функция В преобразует I в О при ограничениях, заданных С с помощью М». Перевод SADT-диаграмм в предложения в точности следует этой схеме, но мы рекомендуем строить фразы так, чтобы они, семантически совпадая с приведенным образцом, были интересны для чтения. Описание системы, соответствующее диаграмме модели на рис. 6-1, может быть записано так:

«Экспериментальный механический цех производит нестандартные детали. Он делает это, используя рабочий комплект и станки и инструменты с помощью процесса, управляемого справочником стандартов качества и создающего готовую деталь. Кроме того, поступающие время от времени требования по срокам выполнения задания, требуют отчета об оценке степени завершённости задания».

Рис. 6-1 Описание границы SADT - модели

Неоднозначность устраняется также в результате декомпозиции и уточнения диаграмм высокого уровня, что приводит к ограничению числа возможных интерпретаций. Декомпозиция и уточнения производятся до тех пор, пока диаграммы низкого уровня не станут достаточно подробными для того, чтобы обеспечить точное значение объектов и функций системы. Иными словами, SADT-модель придает строгий смысл изложенному. Она организует описание системы в иерархическую структуру, подобную структуре, образуемой главами и разделами данной книги. Проанализируйте, например, спецификации в уроке 25. Обратите внимание на то, что каждая диаграмма вызывает свой ход мыслей, что позволяет по каждой из них написать несколько параграфов текста. Это объясняется тем, что, хотя блок и его дуги семантически эквивалентны фразе, отражающей одно из направлений, обычно существует еще несколько важных фактов, относящихся к данному блоку, которые необходимо сообщить, чтобы достичь цели модели. Поскольку SADT организует фразы, отражающие основные направления, с помощью иерархических диаграмм, где блоки упорядочены по доминантности, то взаимосвязанные факты собраны вместе и излагаются доступным образом без повторений и противоречий.

6.2 Точка зрения модели влияет на расстановку акцентов и терминологию

Рис. 6-3 Некоторые функции более важны для контролера

SADT-авторы владеют искусством согласованного изложения. Для согласованного изложения существенным является понятие точки зрения. В SADT модель должна быть построена исходя из одной точки зрения. Выбирая единую точку зрения для данной модели и придерживаясь ее, автор достигает двух важных целей. Во-первых, определенная точка зрения всегда выделяет одни аспекты системы и игнорирует другие. Например, выбирая точку зрения начальника экспериментального механического цеха, автор придает одинаковый вес обязанностям различных работников цеха. Как видно из рис. 6-2, управлять выполнением, задания, выполнить задание и контролировать качество выполнения задания являются тремя самыми важными функциями механического цеха с точки зрения начальника.

При выборе точки зрения контролера, функции управления и обработки были бы затушеваны в модели и диаграмма АО выглядела бы хотя и похоже, но не совсем так, как на рис. 6-3. Ясно, что выбор станков или инструментов и сравнение сроков выполнения задания с плановыми оценками завершения не имеют важного значения для контролера, поэтому эти факторы исчезли бы из поля зрения контролера и никогда не появились бы в его модели экспериментального механического цеха. В то же время такие функции, как определить степень завершенности задания в терминах, связанных с контролем, по-прежнему были бы выделены. Поэтому диаграмма на рис. 6-3 только приблизительно соответствует тому, как выглядела бы диаграмма АО модели контролера. Это показывает, почему модели с разными точками зрения содержат перекрывающуюся информацию.

Выбор одной точки зрения обеспечивает согласованность терминологии. Точку зрения лучше всего понимать как "вид на систему" с позиции определенного человека. Часто точка зрения непосредственно связана с конкретной ролью, выполняемой этим человеком, который является частью системы. Поскольку каждой роли, как правило, соответствует особый жаргон, выбор определенной точки зрения означает также использование соответствующего набора терминов. Обратите внимание на терминологию рис. 6-3, с помощью которой описана работа контролера с точки зрения начальника. Здесь используются термины типа стандарты допусков и принятое задание. Теперь сравните их с теми терминами на рис. 6-4, которые описывают обработку деталей с точки зрения начальника. В этом случае используются термины типа чертеж, сырье и набор инструментов. Читая эти две диаграммы, можно представить себе двух совершенно различных людей, беседующих о своей работе. Таким образом, автор будет оперировать той терминологией, которую он почерпнет, опрашивая соответственно контролера и оператора.

Выбор точки зрения означает также выделение определенных аспектов системы и применение определенной терминологии. Без правильно расставленных акцентов и терминологии согласованное изложение практически невозможно. Одна из сложнейших задач автора в SADT -оставаться в рамках выбранной точки зрения, поскольку выявленное множество подробностей о работе системы, которые не вписываются в принятую точку зрения, вызывают сильное искушение изложить их. Например, факты, связанные с планированием задания, входят в сферу интересов как мастера, так и рабочего. Мастер в большей степени заинтересован в плане в целом и в том, сколько времени займет его выполнение. Рабочего же больше интересуют конкретные шаги, необходимые для выполнения задания. Разделив эти два вопроса и отразив их на диаграммах А1 и А2, автор ясно и раздельно описал деятельность двух очень разных работников механического цеха.

Стратегия разделения проблем осуществляется в процессе моделирования, когда авторы выбирают точку зрения для следующей модели. Например, при построении модели, которая описывает только планирование и выполнение плана-графика, можно выбрать точку зрения мастера. Аналогично, если объектом моделирования будет только обработка деталей, то наиболее подходящей является точка зрения рабочего. Если создать эти две модели, то они будут содержать перекрывающуюся информацию. В каждом из перекрывающихся описаний экспериментального механического цеха будут расставлены свои акценты. Таким образом, точка зрения не ограничивает предмет рассмотрения, но заставляет аналитика учитывать приоритеты различных аспектов системы.

6.3 Декомпозиция в ходе моделирования

Декомпозиция - это процесс создания диаграммы, детализирующей определенный блок и связанные с ним дуги. Результатом ее является описание, которое представляет собой "разламывание" родительского блока на меньшие и более частные функции. Прибавьте к этому еще и тот факт, что слово "анализ" означает разложение на составляющие, и вы получите исходное обоснование термина "структурный анализ". Но декомпозиция - это больше, чем анализ. Она включает также синтез. Подлинная декомпозиция заключается в начальном разделении объекта на более мелкие части и последующем соединении их в более детальное описание объекта. Интересно отметить, что модель показывает только результат взаимодействия анализа и синтеза.

Следуя правилам SADT, автор производит вначале анализ и синтез системных объектов, записывая, как именно подверглись разбиению объекты, входящие в ограниченный объект. На рис. 6-5 показано, что список данных начинается со всех граничных дуг и их ICOM-кодов, а заканчивается их составляющими. Затем автор просматривает список данных и, возможно, объединяет эти составляющие, чтобы выделить те объекты, которые будут выступать в качестве управляющих.

Затем автор выполняет подобный анализ и синтез функций системы, но делает это в соответствии со списком данных. В процессе свободного объединения и введения новых управляющих дуг создается список функций для дальнейшей детализации. Например, указания и чертеж. заставляют автора подумать о функциях выбрать инструменты и подготовить рабочее место. Функции вносятся в список до тех пор, пока поток идей не иссякнет. Затем эти функциональные части объединяются в разумные (сбалансированные) наборы из 3-6 блоков. (Важно заметить, что применение правила "от трех до шести блоков" вынуждает автора использовать абстракцию и декомпозицию для постепенного представления деталей системы.) После определения функциональных частей список данных и список функций используются для чернового варианта диаграммы. Снова выполняются анализ и синтез, в результате чего формируются наборы объектов, которые представляются дугами, соединяющими блоки.

Такая последовательность выполнения декомпозиции имеет большое значение, поскольку в SADT анализ объектов системы оказывает важнейшее влияние на анализ функций. Когда декомпозиция выполнена таким способом, полученные блоки диаграммы активизируются главным образом благодаря дугам управления. Следовательно, дуги управления влияют на качество и обоснованность результирующей декомпозиции. На рис. 6-5 видно, что информация, содержащаяся в документах, связанных с очередным шагом рабочей инструкции, используется рабочим при выборе инструментов. Если бы это было не так, дуга очередной шаг рабочей инструкции могла бы не быть дугой управления, а действие выбрать инструменты могло бы не представлять функцию.

Правило "от трех до шести" блоков на одной диаграмме - тоже уникальная особенность SADT. Хорошо известно, что мощность краткосрочной памяти человека ограничена восприятием примерно семи категорий, каждая из которых может содержать около семи отдельных единиц информации. SADT придерживается консервативной точки зрения, разрешая в качестве верхнего предела шесть блоков - по одному на категорию. Имя блока и его граничные дуги представляют собой единицы информации, помещаемые в категории в процессе чтения диаграммы. Таким образом, SADT-диаграммы создаются так, чтобы не подвергать испытанию пределы краткосрочной памяти человека. Однако способности к запоминанию у различных людей различны. Наш опыт показывает, что диаграммы из 4-5 блоков с не более чем пятью дугами, касающимися каждого блока, приближаются к оптимальным по объему информации, которые можно быстро донести до широкой аудитории.

6.4 Некоторые стратегии декомпозиции

В процессе создания диаграммы авторы часто не уделяют достаточного внимания стратегии декомпозиции. Опытный SADT-автор в отличие от начинающих постоянно следит за стратегией декомпозиции и ее влиянием на качество модели. Ему доступно множество стратегий декомпозиции. (Этой проблеме посвящены целые книги, а в списке дополнительной литературы к данной главе приведены некоторые важные работы.) Рассмотрим в кратком обзоре некоторые наиболее часто применяемые стратегии, которым вы можете следовать, создавая модель.

Часто наилучшей является функциональная стратегия декомпозиции (декомпозиция базируется на функциональных взаимоотношениях действий системы), потому что она заставляет автора внимательно обдумывать, что делает система, независимо от того, как она работает. Кроме того, в функциональных декомпозициях отдают предпочтение подробному показу требуемых ограничений на функции системы, а не их последовательности. Поэтому мы настоятельно рекомендуем следовать этой стратегии всегда, когда это возможно. Однако в некоторых случаях чисто функциональная стратегия декомпозиции может не привести к созданию полезной модели. Ниже рассмотрены ситуации, когда преимущество следовало бы отдать другим стратегиям.

Декомпозиция в соответствии с функциями, которые люди или организации выполняют, может оказаться полезной стратегией для создания системы описаний, фиксирующей взаимодействие между людьми в процессе их работы. Декомпозиция, приведенная на рис. 6-2, описывает взаимодействие персонала механического цеха и функции, выполняемые каждым отдельным лицом. Таким образом, эта диаграмма представляет общую картину работы механического цеха, а каждый из ее потомков дает более концентрированное описание определенного рода работы (управления заданием, обработки и контроля). Иногда взаимодействие между функциями невелико, как в механическом цехе. Очень часто, однако, взаимосвязи между функциями весьма многочисленны и сложны. Вот почему мы рекомендуем использовать эту стратегию только в начале работы над моделью системы из разряда, который часто называют РЗ - первые буквы английских слов people (люди), paper (бумаги), procedures (процедуры). Это поможет собрать исходную информацию о системе, с помощью которой можно создать более обоснованную функциональную декомпозицию системы в целом.

Эффективной стратегией для систем команд и управления может оказаться декомпозиция в соответствии с уже известными стабильными подсистемами. Это приводит к созданию набора моделей, по одной модели на каждую подсистему или важную компоненту. Затем для описания всей системы должна быть построена составная модель, объединяющая все отдельные модели. Авторы этой книги работали над проектом создания моделей отдельно для торпеды, отдельно для защиты от торпед и отдельно для движения подводной лодки, а потом объединили эти модели вместе для описания способов защиты подводной лодки. Мы рекомендуем использовать разложение на подсистемы, только когда разделение на основные части системы не меняется (например, ходовая часть и двигатель в автомобиле). Нестабильность границ подсистем быстро обесценит как отдельные модели, так и их объединение.

Некоторые системы в процессе функционирования непрерывно преобразуют свои входы в конечный продукт как, например, при очистке нефти. ствий системы), потому что она заставляет автора внимательно обдумывать, что делает система, независимо от того, как она работает. Кроме того, в функциональных декомпозициях отдают предпочтение подробному показу требуемых ограничений на функции системы, а не их последовательности. Поэтому мы настоятельно рекомендуем следовать этой стратегии всегда, когда это возможно. Однако в некоторых случаях чисто функциональная стратегия декомпозиции может не привести к созданию полезной модели. Ниже рассмотрены ситуации, когда преимущество следовало бы отдать другим стратегиям.

Если ничто другое не подходит, всегда можно применить декомпозицию по физическому процессу. Результатом такого сорта декомпозиции будет выделение функциональных стадий, этапов завершения или шагов выполнения. На диаграммах низкого уровня (А311, А312, А313) модели обучения из главы 13 подробно описана последовательность шагов, которую нужно выполнить, чтобы подготовить материал для обучения военных. Хотя эта стратегия полезна при описании существующих процессов (таких, например, как работа промышленного предприятия), результатом ее часто может стать слишком последовательное описание системы, которое не будет в полной мере учитывать ограничения, диктуемые функциями друг другу. При этом может оказаться скрытой последовательность управления Мы рекомендуем эту стратегию, только если целью модели является описание физического процесса как такового или только в крайнем случае, когда вы не понимаете, как действовать.

6.5 Выбор стратегии декомпозиции

Часто при начале работы над моделью пытаются испробовать несколько различных стратегий декомпозиции. Наш опыт показывает, что разработке качественной диаграммы АО может предшествовать несколько неудачных попыток. Первая попытка декомпозиции, в результате которой создается диаграмма АО, обычно приводит к сверх придирчивому анализу читательской аудиторией. Эта начальная декомпозиция при детальном рассмотрении часто не соответствует цели модели. Не унывайте, когда это случится, если ваши первые попытки являются ясными и четкими Помните, что в начале моделирования важнее ясность изложения, чем его правильность, поскольку коллективные знания экспертов, читательской аудитории, других авторов помогут вам создать полноценное общее описание, которое после детализации будет удовлетворять цели модели. Просмотрите материал уроков в данной книге и обратите внимание на то, как диаграмма АО модели "Питание семьи" изменялась по мере декомпозиции ее главных функций. В этом примере интерфейсы и ожидаемые действия главных функций подвергались большим изменениям, которые должны были найти отражение на диаграмме АО в соответствии с требованиями синтаксических правил SADT. Кроме того, несмотря на адекватность начальной стратегии декомпозиции, соответствующей полному жизненному циклу продуктов, все диаграммы модели подвергались пересмотру для получения верного и согласованного изложения этого конкретного сценария. (Полную модель "Питание семьи" см. в приложении С.) Таким образом, даже если ваша исходная стратегия декомпозиции была удачной, ожидайте больших изменений в диаграмме АО.