Тема 3. Методология структурного анализа и проектирования

3.1. Почему этап проектирования системы является критическим для создания высококачественных систем?

Использование экспертных систем, языков четвертого поколения и систем автоматизированного производства постоянно расширяется. Успех этих систем непосредственно зависит от нашей способности предварить их разработку и внедрение описанием всего комплекса проблем, которые необходимо разрешить, указанием того, какие функции системы должны быть автоматизированы, определением точек интерфейса человек-машина и того, как взаимодействует система со своим окружением.

3.2. Дайте краткое определение понятию «Системное проектирование»

Системное проектирование - это дисциплина, определяющая подсистемы, компоненты и способы их соединения, задающая ограничения, при которых система должна функционировать, выбирающая наиболее эффективное сочетание людей, машин и программного обеспечения для реализации системы.

3.3. Приведите название одной из самых известных и широко используемых систем проектирования, разработанной более 30 лет назад

SADT (Structured Analysis & Design Technique - методология структурного анализа и проектирования)

3.4. Что предусматривает позиция называемая в SADT "точкой зрения" данной модели?

"Точку зрения" лучше всего представлять себе как место (позицию) человека или объекта, в которое надо встать, чтобы увидеть систему в действии.

3.5. Что представляет собой SADT-модель та этапы ее моделирования?

SADT-модель объединяет и организует диаграммы в иерархические структуры, в которых диаграммы наверху модели менее детализированы, чем диаграммы нижних уровней. Другими словами, модель SADT можно представить в виде древовидной структуры диаграмм, где верхняя диаграмма является наиболее общей, а самые нижние наиболее детализированы.

3.6. В чем достоинства и недостатки SADT-моделей?

Преимущество построенных моделей в том, что их легко обсуждать с экспертами предметной области в силу их наглядного графического представления, а кроме того, основные системные понятия формируют словарь предметной области, который закладывается в будущую информационную систему. Однако, IDEF-диаграмма представляет собой статическую модель, поэтому проверить ее поведение, динамические характеристики, которые для реальных систем играют немаловажную роль, невозможно. Кроме того, в ней не представлены в явном виде объекты системы и их атрибуты, значения которых изменяются в результате осуществления процессов и влияют на дальнейшее функционирование системы, а также формируют потоки данных в системе.

Тема 4. Сети Петри

4.1. Для чего используются сети Петри (англ. Petri Nets), называемые N-схемами?

Для формального описания структуры и взаимодействия параллельных систем и процессов, а также анализа причинно-следственных связей в сложных системах используются сети Петри (англ. Petri Nets), называемые N-схемами.

4.2. Как представляется графическое изображение N-схемы (сети Петри)?

Г рафически N-схема изображается в виде двудольного ориентированного мультиграфа, представляющего собой совокупность позиций и переходов

4.3. Как производится представление динамических свойств объекта в N-схемы (сети Петри)?

Для представления динамических свойств объекта вводится функция маркировки (разметки) позиций М: В  {0, 1, 2, …}. Маркировка М есть присвоение неких абстрактных объектов, называемых метками (фишками), позициям N-схемы, причем количество меток, соответствующее каждой позиции, может меняться.

4.4. Пример. Требуется описать с помощью сети Петри функционирование системы из предприятий A, В и С. Предприятия А и В поставляют узлы Х1 и X2 соответственно, а на предприятии С происходит сборка, в каждый сборочный узел входит один узел X1 и два узла X2.

Срабатывание перехода t₃ происходит только в том случае, если, во-первых, в позиции p_l имеется метка, а в позиции р₂ - не менее двух меток, что означает поступление от предприятии А и В соответствующих комплектующих, и, во-вторых, имеется метка в позиции p₄, что означает, что предприятие С закончило сборку предыдущего изделия и готово приступить к сборке следующего. Пока очередное изделие не будет собрано, метки в p₄ не будет, следовательно, запросы, пришедшие во входные позиции р₁ и р₂, вынуждены ожидать срабатывания перехода t₄. Переходам t₁, t₂ и t₃ поставлены в соответствие процедуры вычисления задержек срабатывания. Задержки в первых двух переходах равны интервалам времени между появлениями готовых узлов, задержка в t₃ равна времени сборки изделия.

4.5. Что является несомненным достоинством сетей Петри?

Несомненным достоинством сетей Петри является математически строгое описание модели. Это позволяет проводить их анализ с помощью современной вычислительной техники.

4.6. В чем смысл понятия дедлока при использования сети Петри

Сети Петри оказались удобным средством для анализа такого свойства параллельной системы, как наличие или отсутствие дедлоков. Состояние дедлока возникает, когда запрос ресурсов в системе не может быть удовлетворен и система останавливается (ни один переход не может сработать).