8.2 Заключение

В настоящей главе представлена архитектура систем моделирования условий полета, ориентированная в основном на реализацию трех атрибутов качества: производительность, интегрируемость и модифицируемость. В ходе реализации этих задач в конкретных проектах удалось добиться некоторой экономии. В ча­стности, численность группы установки на месте сократилась до 50 % от предше­ствующего показателя. Связано это было с упрощением механизма обнаружения и устранения неисправностей. Реализация заданных атрибутов качества обеспе­чивается путем минимизации количества конфигураций типов модулей в архи­тектурном образце «структурная модель», ограничения взаимодействия между типами модулей и декомпозиции функциональности согласно предполагаемым модификациям реального воздушного судна.

Усовершенствования систем моделирования были достигнуты в основном за счет более глубокого понимания тщательно проанализированной и документи­рованной программной архитектуры и более точного соблюдения ее постулатов. В работе Чэстек (Chastek) и Браунсуорд (Brownsword) [Chastek 96] описывают­ся некоторые результаты, которые удалось получить благодаря применению об­разца «структурная модель»:

Во время заводской приемки предыдущей информационной системы моделирова­ния сопоставимого объема (В-52) было выявлено от 2000 до 3000 тестовых описаний (тестовых задач). В проекте на основе структурного моделирования этот показатель снизился до 600-700 описаний. Устранять проблемы стало легче, а причиной их возник­новения во многих случаях оказывалось неверное толкование документации... В боль­шинстве случаев специалистам удавалось локализовывать неисправности, не выез­жая на место... Благодаря структурному моделированию процент брака но сравнению с предыдущими информационными системами моделирования снизился в два раза.

В начале главы мы обозначили три основные задачи по качеству, на реализа­ции которых ориентирован образец «структурная модель»: это производитель­ность интегрируемость и модифицируемость рабочих требований. Сейчас мы резюмируем механизмы реализации поставленных задач. В кратком виде эти сведения представлены в табл. 8.1.

Производительность

Основной задачей по качеству для образца «структурная модель» является обеспечение производительности в реальном времени. Достигается она в основном средствами организующей части и за счет применения стратегии периодического планирования. Для каждой подсистемы, которая активизируется организующей частью, устанавливается временной бюджет; с другой стороны, масштаб аппарат­ного обеспечения системы моделирования планируется в расчете на соответствие сумме всех временных бюджетов. Иногда для этой цели хватает одного процессо­ра, в других случаях приходится вводить несколько процессоров. Для реализа­ции производительности в реальном времени в рамках такой стратегии пла­нирования требуется, чтобы суммарное время, отводимое участвующим в контурах управления подсистемам, соответствовало одному циклу системы моделирования. Таким образом, производительность в реальном времени обес­печивается за счет сочетания архитектурных образцов (конфигураций орга­низующего модуля) и функциональной декомпозиции (механизма активиза­ции экземпляров).

Интегрируемость

Согласно образцу «структурная модель» информационные и управляющие со­чинения между любыми двумя подсистемами намеренно сводятся к минимуму. В первую очередь дочерним модулям контроллера подсистемы запрещается пе­редавать данные и управление своим братьям. Любой обмен данными или сигна­лами управления происходит только при посредничестве контроллера подсистемы Таким образом, для интеграции в подсистему нового дочернего модуля контроллера требуется, во-первых, внутренняя непротиворечивость данных этого контроллера и, во вторых, правильность данных, передаваемых между контроллером и его дочерними модулями. Если бы каждый новый дочерний модуль имел возможность взаимодействия с другими дочерними модулями, все они оказались бы вовлечены в интеграцию; согласно принятой схеме, процесс значительно уп­рощается. Таким образом, интеграция сводится к линейной (а не экспоненциаль­ной) задаче (с точки зрения количества дочерних модулей).

Интеграция любых двух подсистем также не сопряжена с непосредственным взаимодействием дочерних модулей; соответственно, задача, опять же, ограничи­вается обеспечением непротиворечивости данных, которые передаются этими двумя подсистемами. Возможность того, что введение новой подсистемы окажет воздействие на ряд существующих подсистем, существует, однако благодаря тому, что количество подсистем значительно меньше количества дочерних модулей, сложность этой задачи остается ограниченной.

Итак, интегрируемость в рамках структурной модели упрощается путем наме­ренного ограничения количества возможных соединений. У подобного ограниче­ния есть обратная сторона — роль контроллеров подсистем зачастую сводится к пересылке данных дочерним модулям, в результате чего повышается сложность и снижается производительность. Впрочем, на практике преимущества значи­тельно перевешивают издержки. Среди преимуществ следует также упомянуть возможность создания макета системы, предусматривающего инкрементную раз­работку и упрощенный механизм интеграции. Все проекты на основе структур­ного моделирования характеризуются простотой и беспрепятственностью инте­грации.

Модифицируемость

Модифицируемость упрощается за счет минимизации конфигураций базового модуля (в которых проектировщику и специалистам по сопровождению, есте­ственно, легче разобраться) и локализации функциональности, с тем чтобы в лю­бой отдельно взятой модификации участвовало как можно меньше контроллеров подсистем и их дочерних модулей. Уменьшить количество соединений помогают n-прямоугольные схемы.

Более того, для всех подсистем, основанных на физических элементах, деком­позиция и модификации соответствуют физической структуре. Вероятность мо­дификации тех подсистем, которые основаны не на физических элементах (на­пример, уравнений движения), значительно ниже. Судя по отзывам специалистов, которым приходилось работать с образцом «структурная модель», побочные эф­фекты в ходе модификаций встречаются крайне редко.