4.8. Нисхідне і висхідне проектування

Якщо рішення задач високих ієрархічних рівнів передує рішенню задач нижчих ієрархічних рівнів, то проектування називають нисхідним (покрокова деталізація). Якщо раніше виконуються етапи, пов'язані з нижчими ієрархічними рівнями, проектування називають висхідним.

У кожного з цих двох видів проектування є переваги і недоліки. При нисхідному проектуванні система розробляється в умовах, коли її елементи ще не визначені і, отже, відомості про їх можливості та властивості носять гаданий характер. При висхідному проектуванні, навпаки, елементи проектуються раніше системи, і, отже, гаданий характер мають вимоги до елементів. В обох випадках через відсутність вичерпної вихідної інформації мають місце відхилення від потенційно можливих оптимальних технічних результатів. Однак потрібно пам'ятати, що подібні відхилення неминучі при блочно-ієрархічному підході до проектування і що якоїсь прийнятної альтернативи блочно-ієрархічному підходу при проектуванні складних об'єктів не існує. Тому оптимальність результатів блочно-ієрархічного проектування слід розглядати з позицій техніко-економічних показників, що включають в себе, зокрема матеріальні і часові витрати на проектування.

Оскільки прийняті припущення можуть не виправдатися, часто потрібне повторне виконання проектних процедур попередніх етапів після виконання проектних процедур наступних етапів. Такі повторення забезпечують послідовне наближення до оптимальних результатів і обумовлюють ітераційний характер проектування. Отже, ітераційність потрібно відносити до важливих принципів проектування складних об'єктів.

На практиці зазвичай поєднують висхідне і нисхідне проектування. Наприклад, висхідне проектування має місце на всіх тих ієрархічних рівнях, на яких використовуються уніфіковані елементи. Очевидно, що уніфіковані елементи, орієнтовані на застосування в ряді різних систем певного класу, розробляються раніше, ніж та чи інша конкретна система цього класу.

Перевага нисхідного проектування полягає в тому, що воно дозволяє розробникам зосередитися на основних для даної задачі проблемах і відкласти прийняття всіх тих рішень, які не повинні прийматися на даному етапі проектування. Нисхідне проектування вимагає з самого початку ставити і вирішувати найбільш фундаментальні завдання, відкладаючи часткові питання для подальшого розгляду.

Нисхідне програмування.

Нисхідне програмування є достатньо поширеним методом розробки модульних програм. Переваги нисхідного програмування наступні:

- на ранніх стадіях проектування можуть бути отримані вихідні тексти модулів верхніх рівнів, що в багатьох випадках є важливим, так як точність і повнота представлення програми на реальній мові програмування значно вища, ніж при використанні псевдокоду або схем алгоритмів;

- в процесі програмування розкриваються протиріччя і труднощі, які можуть виявитися непоміченими довгий час;

- нисхідне проектування може бути поєднане з виконанням відлагодження програми нисхідним методом.

5. Математичне забезпечення автоматизованого проектування

Математичне забезпечення автоматизованого проектування включає в себе математичні моделі об’єктів проектування /ОП/ методи і алгоритми виконання проектних процедур.

Математичні моделі слугують для опису властивостей об’єктів в процесах автоматизованого проектування. Якщо проектна процедура включає створення математичної моделі і оперує нею з метою отримання корис­ної інформації про об’єкт, то говорять, що процедура виконується на основі математичного моделювання.

Вимоги до математичних моделей:

- універсальність ;

- адекватність ;

- точність ;

- економічність.

Ступінь універсальності математичної моделі характеризує повноту відображення в моделі властивостей реального об’єкта. Математична модель відображає лиш деякі властивості об’єкта. Так, більшість математичних моделей, що використовується при функціональному проектуванні, призначаються для відображення протікаючих в об’єкті фізичних чи інформаційних процесів, при цьому не потрібно, щоб математичні моделі описували такі властивості об’єкта, як геометрична форма його елементів.

Точність математичної моделі оцінюється ступенем співпадань значень параметрів реального об’єкта і значень тих же параметрів, розрахованих з допомогою математичної моделі. Нехай властивості, що відображаються в математичній моделі, оцінюються вектором Y = (у₁, у₂…у_n). Тоді, визначивши істинне і розрахо­ване з допомогою математичної моделі значення j -го вихідного параметра і позначивши їх через Уj_іст і Уj_м відповідно, визначимо відносну похибку Еj розрахунку параметра так

Еj = (Уj_м - Уj_іст) / Уj_іст

Адекватність математичної моделі – це здатність відображати задані властивості об’єкта з похибкою не вище заданої.

Економічність математичної моделі - характеризується затратами обчислювальних ресурсів / затратами машинного часу і пам’яті / на її реаліза­цію. Чим менші ці затрати, тим модель економічніша.