3008

85

Рис 5.2. Процесс функционирования СМО

Изменение состояния процесса происходит либо в момент поступления очередной заявки (переход в состояние с большим на единицу номером), либо в момент окончания обслуживания одной из заявок (переход в состояние с меньшим на единицу номером). Если заявка поступает в то время, когда процесс находится в состоянии с максимальным номером (в очереди свободных мест нет), то она покидает СМО не обслуженной (на диаграмме момент прихода такой заявки помечается крестиком - t5).

После подсчета (по графику при моделировании вручную или по графику по программе для ЭВМ) величин Ti и числа отказов за время моделирования Nотк можно статистически оценить характеристики исследуемой СМО.

тановившемся режиме, как mj, mk, Pзагр, ml, получаются в результате замены в расчетных формулах вероятноятей состояний на их оценки Pi*.

Например для приведенного примера:

5.7Построение сетевой модели информационного модуля (ИМ)

ввиде Е-сети.

Введѐм понятие системы, под которым будем понимать набор значений переменных системы в некоторый момент времени. В данном примере системой является единица информационной технологии - информационный модуль (ИМ)– некоторая совокупность программных и аппаратных средств. Тогда работу такого модуля (ИМ) можно условно разбить на следующие основные стадии:

1. Стадия наладки. Подготовка аппаратного и программного интерфейсов и определение параметров системы.

86

2.Стадия ввода данных.

3.Стадия реализации ИМ.

4.Стадия контроля качества и вывода данных.

Состав переменных, характеризующих состояние ИМ и соответствующих основным стадиям работы ИМ, а также их значения приведены в таблице 1.

Таблица 1.

Формально структура модели ИМ описывается набором:

N = ( Q, S, F, M0 ),

Q = {q 1 , q 2 , ... , q 12 } – набор переходов;

S = {s 1 , s 2 , ... , s 21 } – набор позиций;

F - связи между элементами q i и S j , отображаемые стрелками;

M 0 – начальная маркировка, сопоставляющая каждой позиции наличие или отсутствие объекта.

Графически позиции на рис.1 изображены кружками, переходы – чѐрточками, наличие маркера – точкой внутри кружка. Все ререходы, соответствующим состояниям ИМ, обозначены символом q i . Переходы, играющие вспомогательную роль, помечены символом i . Перечень условий, ассоциированных с позициями сетевой модели ИМ, приведѐн в таблице 3. Изменение состояния сети означает изменение числа маркеров в еѐ позициях. Чтобы объект(поток данных) мог перемещаться из входной позиции в выходную необходимо, чтобы соответствующий переход стал активным. Для построен-

S 10 S 11) S6 соответственно. Для построенной сети активизация переходов возможна лишь в том случае, когда в каждой из входных позиций имеется хотя бы один объект. Наличие в сети разрешающих позиций S 4 , S 7 , S 11 ,S 12

87

,S 21 которые играют управляющую роль для тех переходов, с которыми они связаны, позволяют организовывать в модели условные ветвления.

Таблица 2.

В начальный момент времени t0 T , до запуска модели, в позициях S2 , S3 , S5 , S6 , S8 , S9 , S10 , S14 , S15 , помещаются маркеры, обеспечивающие при поступлении объекта, условия активизации для соответствующих переходов. При возбуждении генератора внешним источником в позиции S1 формируется маркер и запускается переход q2 . Эта маркировка ассоциативна выдаче блоку управления сообщения о вводе данных в ИМ. По истечении времени, соответствующего времени ввода данных, переход q2 активизируется и маркер переходит из позиции S1 в позицию S4 . Разрешающая позиция S4 характеризуется двумя состояниями: q1 и q3 . Реализация конкретного состояния осуществляется через разрешающую процедуру с двумя возможными исходами:

Исход А : запускается переход q1 , полученная маркировка соответствует сообщению блока управления об неисправности интерфейса, обеспечивающего связь с другим ИМ и необходимости его наладки. По истечение времени задержки, переход q1 активизируется и маркер переходит из позиции S4 в позицию S5 . Наличие двух маркеров в позиции означает установку параметров.

Исход В: в этом случае сразу запускается переход q3 , то есть выдается сообщение о необходимости установки всех параметров ИМ. По заверешеню процесса переход q3 активизируется и маркер переходит в разрешающую позицию S7 .

Аналогичные рассуждения проводятся и для других позиций. Остановимся подробнее на реализации позиции S12 . Здесь возможны пять исходов:

Исход А: в этом случае запускается переход q5 , а полученная маркировка соответствует сообщению Блока управления о переходе ИМ в состоя-

89

ние готовности к интеграции с другими ИМ. По истечении времени задержки переход q5 активизируется и маркер переходит в позицию S6 . Такая маркировка означает начало работы модуля.

Исход В: в этом случае запускается переход q12 , а полученная маркировка соответствует собщению блока управления о необходимости реструктуризации ИМ в процессе интеграции с другими модулями. По завершению реструктуризации переход q12 активизируется и маркер переходит в позицию S10. Наличие двух маркеров в S10 ассоциирует начало интеграции модуля.

Исход С: в этом случае запускается переход q7 , а полученная маркировка соответствует сообщению о нормальном завершении работы модуля.Далее, переход q7 активизируется и маркер переходит из позиции S12 в позиции S20 и S21. Выход Y2 имитирует передачу данных в буферную память. Позиция S21 характеризуется двуми возможными исходами. В случае исхода А маркер через переход 1 мгновенно передаѐтся в позицию S2 и выдаѐтся сообщение о простое модуля и готовности его к функционированию. В случае исхода В запускается переход q13 и выдаѐтся сообщение о начале плановой реструктуризации модуля. По истечении времени реструктуризации пеерход q13 активизируется и маркер поступает в позицию S15 , а через мгновенно срабатывающий переход 3 в позицию S3 , что соответствует исходному состоянию.

Исход Д: в этом случае запускается переход q5 и выдаѐтся сообщение о готовности модуля к интеграции с другими ИМ. Далее, переход q5 активизируется и маркер поступает в позицию S6 .

Исход Е: запускается переход q8 и блок управления выдаѐт сообщение об аварийном завершении работы модуля, после чего маркер переходит в позиции S16 и S17 . Запускается переход q9 и выдаѐтся сообщение о реструктуризации модуля. По истечение времени реструктуризации маркер переходит из S16 в S14 и через переход 3 поступает в S3 , что соответствует переходу модуля в состояние межтехнологического простоя. Из позиции S17 маркер черех мговенный переход 2 поступает в S19 и S18. Выход 2 имитирует передачу необработанных данных в некоторую область памяти для временного хранения данных. Из позиции S19 маркер переходит в S2 через 1 и выдаѐтся сообщение о переходе модуля в исходное состояние.

При возбужднии генератора внешним источником маркер формируется в позиции S1 и процесс имитации повторяется снова.

Закон изменения состояния ИМ в описанной сетевой модели можно записать в следующем виде:

ный― скачок и ИМ перейдѐт из состояния i в одно из разрешѐнных состояний i + 1 .

91

Рис.5.3. Сетевая модель ИМ

ВЫВОД: Использование сетевого моделирования позволяет отобразить фактическое состояние информационного модуля, информационной системы или информационной технологии в целом в оперативной памяти и, следовательно, оценить полученные на ранних стадиях работы проектные решения и организовать своевременную и эффективную корректировку проектов.

92

5.8. Методология программы IDEF

5.8.1. Причины разработок средств моделирования ИС

Технология создания ИС предъявляет особые требования к методикам реализации и программным инструментаментальным средствам. А именно:

Реализацию проектов по созданию ИС принято разбивать на стадии анализа (описание логики предметной области), проектирования )определение модулей и архитектуры будущей системы), непосредственного кодирования, тестирования и сопровождения.

Жизненный цикл создания сложной ИС сопоставим с ожидаемым временем ее эксплуатации. Следовательно, для создания ИС необходим инструмент, значительно уменьшающий время разработки ИС.

Вследствии значительного жизненного цикла может оказаться, что в процессе создания системы внешние условия изменились. Поэтому для успешной реализации крупного проекта необходимо, чтобы инструментальные средства, на которых он реализуется, были достаточно гибкими к изменяющимся требованиям.

5.8.2.Основные принципы системного моделирования SADT

Описание системы с помощью SADT называется моделью. В SADTмоделях используются естественный и графический языки. Источником графического языка является сама методология SADT.

С точки зрения SADT модель может быть сосредоточена либо на функциях системы, либо на ее объектах. SADT-модели, ориентированные на функции называются функциональными моделями, а ориентированные на объекты системы – моделями данных. Функциональная модель представляет с требуемой степенью детализации систему функций, которые отражают свои взаимоотношения через объекты системы. Модели данных дуальны к функциональным моделям и представляют собой подробное описание объектов системы, связанных системными функциями. Полная методология SADT поддерживает создание множества моделей для более точного описания сложной системы. SADT-модель дает полное, точное и адекватное описание системы, имеющее конкретное назначение. Это назначение, вытекает из формального определения модели в SADT: M есть модель системы S, если M может быть использована для получения ответов на вопросы относительно S

93

с точностью A. Вопросы для модели формулируются на самом раннем этапе проектирования, а основная суть этих вопросов, изложенная в одном предложении, становится целью модели. Для определения момента завершения процесса моделирования необходимо задать степень точности модели.

Однако в силу иерархичности систем необходимо точно определить границы рассмотрения данной системы и, ограничив объект моделирования, указать его взаимосвязи с внешней средой. Ограничивая субъект, SADTмодель концентрирует внимание на описываемой системе и позволяет избежать включения посторонних субъектов.

С определением модели тесно связана позиция, с которой наблюдается система и создается ее модель. Эта позиция называется «точкой зрения» данной модели. «Точка зрения» - представляется как место (позиция) человека или объекта, на которое надо встать, чтобы увидеть систему в действии. Иногда только одна из множества возможных «точек зрения» может дать описание, удовлетворяющее цели модели.

После того как определены субъект, цель точка зрения модели, начинается первая итерация процесса моделирования по методологии SADT. Пользователь определяет, что включить в модель, а что исключить из нее. Точка зрения диктует автору модели выбор нужной информации об объекте и форму ее подачи. Цель становится критерием окончания моделирования. Конечным результатом этого процесса является набор тщательно взаимоувязанных описаний, начиная с описания самого верхнего уровня всей системы и кончая подробным описанием деталей или операций системы. Каждое из таких описаний называется диаграммой. SADT-модель объединяет и организует диаграммы в иерархические структуры, в которых диаграммы наверху модели менее детализированы, чем диаграммы нижних уровней. Диаграмма является основным рабочим элементом при создании модели. Разработчик диаграмм и моделей обычно называется аналитиком или, в терминологии SADT, автором. Диаграммы имеют собственные синтаксические правила.

Каждая SADT-диаграмма содержит блоки и дуги. Блоки изображают функции моделируемой системы. Дуги связывают блоки вместе и отображают взаимодействия и взаимосвязи между ними..

Функциональные блоки на диаграммах изображаются прямоугольниками. Левая сторона блока предназначена для входов, верхняя - для управления, правая – для выходов, нижняя – для механизмов. Такое обозначение отражает принцип «черного ящика» системного подхода.

94

SADT требует, чтобы на диаграмме было не менее трех и не более шести блоков, что поддерживает сложность диаграмм и модели на уровне, доступном для чтения, понимания и использования.

Расположение блоков на странице отражает авторское определение доминирования, т.е. топология диаграммы показывает, какие функции оказывают большое влияние на остальные. Блоки в SADT пронумерованы, что служит цели однозначной идентификации системных функций и организации функций в иерархию модели.

Дуги на SADT-диаграмме изображаются одинарными линиями со стрелками на концах. Для функциональных SADT-диаграмм дуга представляет множество объектов, поэтому дуги могут разветвляться и соединяться различными сложными способами. Каждая ветвь дуги может быть помечена или не помечена в соответствии со следующими правилами: непомеченные ветви содержат все объекты, указанные в метке дуги перед разветвлением; ветви, помеченные после точки разветвления, содержат все объекты, указанные в метке дуги после разветвления.

Слияние дуг в SADT, изображаемое как сходящиеся вместе линии, указывает, что содержимое каждой ветви идет на формирование метки для дуги, являющейся результатом слияния исходных дуг. После слияния результирующая дуга всегда помечается для указания нового набора объектов, возникшего после объединения. Каждая ветвь перед слиянием может помечаться или не помечаться в соответствии со следующими правилами: непомеченные ветви содержат все объекты, указанные в общей метке дуги после слияния; помеченные перед слиянием ветви содержат все или некоторые объекты из перечисленных в общей метке после слияния.

При создании SADT-модели одну и ту же диаграмму вместе с ее блоками и дугами перечерчивают несколько раз, что приводит к появлению различных ее вариантов. Чтобы различать различные версии одной и той же диаграммы, в SADT используется схема контроля конфигурации диаграмм, основанная на хронологических номерах или С-номерах. С-номерные коды образуются из инициалов автора и последовательных номеров и ставятся в нижнем правом углу SADT-бланка. Автор проекта SADT ведет реестр, всех созданных им диаграмм, нумеруя их последовательными целыми числами, используя бланк реестра С-номеров SADT.

Для адекватного описания системы требуется несколько диаграмм. Собранные и связанные вместе они становятся SADT-моделью. В SADT дополнительно к правилам синтаксиса диаграмм существуют правила синтак-