Funkciya modeli

Sistemalıq injeneriya, programmalıq injiniring hám kompyuter iliminde, funkciya modeli (inglisshe function model) yamasa funkcionallıq model ‒ modellestirilgen sistema yamasa predmet tarawındaǵı funkciyalardıń (aktivlikler, háreketler, processler, operaciyalar) strukturalıq kórinisi bolıp tabıladı.[1]

IDEF0 bildiriwinde "Ońlanıwshı awısıq bóleklerdi saqlaw" processiniń funkciya modeliniń mısalı.

Funkciya modeli, aktivlik modeli yamasa process modeli sıyaqlı, belgilengen shegaradaǵı kárxanalıq funkciyanıń grafikalıq kórinisi bolıp tabıladı. Funkciya modeliniń maqsetleri - funkciyalar hám processlerdi táriyiplew, informaciya talapların tabıwǵa járdem beriw, imkaniyatlardı anıqlawǵa járdem beriw hám ónim hám xızmet qunın anıqlaw ushın tiykar jaratıw.[2]

Tariyxı

Sistemalıq injeneriya hám baǵdarlamalıq támiynat injeneriyası tarawındaǵı funkciya modeli 1950-1960-jıllarda payda boldı, biraq shólkemlik aktivliktiń funkcionallıq modellestiriwiniń kelip shıǵıwı XIX ásirdiń aqırına barıp taqaladı.[3][4]

XIX ásirdiń aqırında biznes aktivliklerin, háreketlerdi, processlerdi yamasa operaciyalardı sáwlelendiretuǵın birinshi diagrammalar payda boldı, al XX ásirdiń birinshi yarımında biznes process aktivliklerin hújjetlestiriw ushın birinshi strukturalıq metodlar payda boldı. Bunday metodlardıń biri - aǵım process diagramması, Amerika Mexanikalıq Injenerler Jámiyeti (ASME) aǵzalarına 1921-jılı Frenk Gilbret tárepinen "Process Diagrammaları—Eń Jaqsı Joldı Tabıwdıń Birinshi Adımları" dep atalǵan prezentaciya menen tanıstırıldı. Gilbrettiń quralları tez arada industrial injeneriya oqıw baǵdarlamalarına kirgizildi.

Sistemalıq injeneriya tarawınıń payda bolıwı 1940-jıllarda Bell Telephone Laboratories kompaniyasınan baslanadı.[5] Sistemanıń ulıwma qásiyetlerin anıqlaw hám manipulyaciyalaw zárúrligi, quramalı injenerlik proektlerde bóleklerdiń qásiyetleriniń jıynaǵınan úlken ayırmashılıqqa iye bolıwı múmkin, hár qıylı sanaat tarawlarınıń bul tártipti qollanıwına túrtki boldı.[6][7] Bul tarawda funkciya modelin anıqlaǵan birinshi injenerlerdiń biri Britaniyalı injener Uilyam Gosling boldı.[8] Óziniń "Injenerlik sistemalardı proektlestiriw" (1962, b. 25) miynetinde ol bılay dep ayttı:

Funkcionallıq model paydalı bolıwı ushın eki maqsetke erisiwi kerek. Ol ótkiziw qábileti sıpatlamasınıń mexanikasın támiyinlewi kerek, bul birinshi hám sońǵı ótkiziw qábileti jaǵdayların, hám múmkin aralıq halatlardıń ayırımların tolıq anıqlawǵa qábiletli. Sonday-aq, ol hár qanday kiris maǵlıwmattı, bul mexanika terminlerinde durıs táriyiplengen, nátiyjeni payda etiw ushın qollanıwǵa bolatuǵın qanday da bir qural usınıwı kerek, bul nátiyje haqıyqıy sistemanıń qarastırılǵan kiris maǵlıwmatı ushın beretuǵın nátiyjeniń birdey durıs táriypi bolıp tabıladı. Sonday-aq, atap ótiw kerek, funkcionallıq model isley alatuǵın, biraq barlıq funkcionallıq modeller ushın zárúr emes eki nárse bar. Bunday sistema sistemanıń kiris hám shıǵıs noqatlarınan basqa ótkiziw qábiletin sıpatlawı múmkin, biraq bul minnetli emes, hám ol hár bir elementtiń ótkiziw qábileti boyınsha alıp baratuǵın operaciyasınıń sıpatlamasın da óz ishine alıwı múmkin, biraq bul da minnetli emes.[9][10][11]

Dáslepki jaqsı anıqlanǵan funkciya modelleriniń biri, 1950-jıllarda qorǵanıw tarawı menen baylanıslı TRW Incorporated tárepinen islep shıǵılǵan funkcionallıq aǵım blok diagramması (FFBD) boldı. 1960-jıllarda NASA onı kosmoslıq sistemalar hám ushıw missiyalarındaǵı waqıyalardıń waqıt izbe-izligin kórsetiw ushın paydalandı. Ol jáne de keń túrde klassikalıq sistemalıq injeneriyada sistema funkciyalarınıń orınlanıw tártibin kórsetiw ushın qollanıladı.

Funkcionallıq modellestiriw máseleleri

Funkcionallıq perspektiva

Sistemalıq injeneriya hám baǵdarlamalıq támiynat injeneriyasında funkciya modeli funkcionallıq modellestiriw perspektivası menen jaratıladı. Funkcionallıq perspektiva biznes processlerin modellestiriwdegi múmkin bolǵan perspektivalardıń biri, basqa perspektivalar mısalı minez-qulıq, shólkemlestiriw yamasa informaciyalıq bolıwı múmkin.[12]

Funkcionallıq modellestiriw perspektivası dinamikalıq processti táriyiplewge tiykarlanadı. Bul modellestiriw perspektivasındaǵı tiykarǵı túsinik - process, bul funkciya, transformaciya, aktivlik, háreket, tapsırma hám t.b. bolıwı múmkin. Bul perspektivanı qollanatuǵın modellestiriw tiliniń belgili mısalı - maǵlıwmat aǵımı diagrammaları.

Perspektiva processti sıpatlaw ushın tórt simvoldı qollanadı, olar:

  • Process: Kirgiziw maǵlıwmattan shıǵarıw maǵlıwmatqa transformaciyanı kórsetedi.
  • Saqlaw: Maǵlıwmat jıynaw yamasa qanday da bir material.
  • Aǵım: Processtegi maǵlıwmat yamasa materialdıń háreketi.
  • Sırtqı mazmun: Modellestirilgen sistemadan sırtqı, biraq onıń menen baylanısadı.

Endi, bul simvollar menen process bul simvollardıń tarmaǵı retinde kórsetiliwi múmkin. Bul bóleklengen process DFD, maǵlıwmat aǵımı diagramması bolıp tabıladı.

Sistemalı analizdegi funkcionallıq bóleklew mısalı.

Dinamikalıq Kárxana Modellestiriwde Basqarıw modeli, Funkciya Modeli, Process modeli hám Shólkemlestiriw modeli arasında bóliniw ámelge asırıladı.

Funkcional dekompoziciya

Funkcional dekompoziciya keń mániste funkcionallıq qatnastı onıń quramlas bóleklerine ajıratıw processin ańlatadı, bunday usıl menen dáslepki funkciya ol bóleklerden funkciya kompoziciyası arqalı qayta qurılıwı múmkin. Ulıwma alǵanda, bul dekompoziciya processi quramlas komponentlerdiń tiykarın túsiniw maqsetinde yamasa global funkciyanıń qısılǵan kórinisin alıw maqsetinde ámelge asırıladı, bul tapsırma tek quramlas processler belgili bir modullik dárejesine iye bolǵan jaǵdayda ǵana múmkin boladı.

Funkcional dekompoziciya kompyuter programmalastırıwında ayrıqsha orınǵa iye, onda tiykarǵı maqset processlerdi múmkin bolǵansha modullestiriw bolıp tabıladı. Mısalı, kitapxana basqarıw sisteması inventar moduli, oqıwshı haqqındaǵı informaciya moduli hám tólem bahalaw moduli sıyaqlı bóleklerge bóliniwi múmkin. Kompyuter programmalastırıwdıń dáslepki on jıllıqlarında bul ayırım ataqlı praktikler tárepinen "podprogrammalastırıw óneri" dep atalǵan.

Injenerlik sistemalardıń funkcionallıq dekompoziciyası injenerlik sistemalardı analizlew ushın qollanılatuǵın metod. Tiykarǵı ideya - sistemanı blok diagrammasınıń hár bir blogı táriypinde "hám" yamasa "yamasa" sózlerin qollanbay táriyiplenetuǵınday etip bóliwge urınıw.

Bul jumıs sistemanıń hár bir bóleginiń taza funkciyaǵa iye bolıwın májbúrleydi. Sistema taza funkciyalardan quralǵanda, olar qayta qollanılıwı yamasa almastırılıwı múmkin. Ádettegi tárep nátiyje - bloklar arasındaǵı interfeysler ápiwayı hám ulıwmalıq bola baslaydı. Interfeysler ádette ápiwayılasatuǵın bolǵanlıqtan, taza funkciyanı baylanıslı, uqsas funkciya menen almastırıw ańsatıraq boladı.

Funkcional modellestiriw metodları

Funkcionallıq kózqaras kóplegen diagrammalıq texnikalar hám modellestiriw belgilewlerinde keńeytilgen. Bul bólim xronologiyalıq tártipte áhmiyetli texnikalardıń ulıwma sholıwın beredi.

Funkciya blok diagramması

Gemini kosmos kemesiniń poziciyanı basqarıw hám manevrlew elektronika sistemasınıń funkciya blok diagramması. 1962-jıl iyun.

Funkcionallıq blok diagramması - sistema funkciyaları hám óz-ara baylanısların táriyipleytuǵın blok diagramması. Funkcionallıq blok diagramması tómendegilerdi sáwlelendire aladı:[13]

  • Bloklar menen sáwlelendirilgen sistema funkciyaları
  • Sızıqlar menen sáwlelendirilgen blok kiriwi, hám
  • 9 funkciya arasındaǵı qatnaslar
  • Funkcionallıq izbe-izlikler hám material hám/yamasa signallar ushın jollar[14]

Blok diagramması arnawlı qásiyetlerdi kórsetiw ushın qosımsha sxemalıq simvollardı qollanıwı múmkin.

Arnawlı funkciya blok diagramması - klassikalıq funkcionallıq aǵım blok diagramması, hám programmalastırılatuǵın logikalıq kontrollerlerdi proektlestiriwde qollanılatuǵın Funkciya Blok Diagramması (FBD).

Funkcional aǵım blok diagramması

Funkcional aǵım blok diagrammasınıń formatı.

Funkcionallıq aǵım blok diagramması (FFBD) - sistemanıń funkcionallıq aǵımınıń kóp qabatlı, waqıt-izbe-izlik boyınsha, basqıshpa-basqısh diagramması. Bul diagramma 1950-jıllarda rawajlandırılǵan hám klassikalıq sistemalıq injeneriyada keń qollanıladı. Funkcionallıq aǵım blok diagramması sonday-aq Funkcionallıq Aǵım Diagramması, funkcionallıq blok diagramması, hám funkcionallıq aǵım dep te ataladı.[15][16][17]

Funkcionallıq aǵım blok diagrammaları (FFBD) ádette sistemalar ushın tolıq, basqıshpa-basqısh operaciyalıq hám qollaw izbe-izliklerin anıqlaydı, biraq olar sonday-aq sistemalardı rawajlandırıw hám óndiriw processlerin anıqlaw ushın da nátiyjeli qollanıladı. Baǵdarlamalıq támiynattı rawajlandırıw processleri de FFBDlerdi keńnen qollanadı. Sistema kontekstinde, funkcionallıq aǵım basqıshları apparatlıq támiynat, baǵdarlamalıq támiynat, tulǵa (jeke adam), obektler hám/yamasa proceduralardıń kombinaciyaların óz ishine alıwı múmkin.

FFBD metodında, funkciyalar olardıń orınlanıwınıń logikalıq tártibi boyınsha shólkemlestirilgen hám sáwlelendirilgen. Hár bir funkciya basqa funkciyalardıń orınlanıwı hám juwmaqlanıwına qatnası boyınsha logikalıq qatnası tiykarında kórsetiledi. Funkciya atı menen belgilengen uzel hár bir funkciyanı sáwlelendiredi. Shepten ońǵa qaray baǵıtlar funkciyalardıń orınlanıw tártibin kórsetedi. Logikalıq simvollar funkciyalardıń izbe-iz yamasa parallel orınlanıwın sáwlelendiredi.[18]

HIPO hám IPO

Keńeytilgen IPO Modeli.

HIPO - ierarxiyalıq kirgiziw process shıǵarıw - sistemalardıń modullerin ierarxiya túrinde sáwlelendiriw hám hár bir moduldi hújjetlestiriw ushın 1970-jıllardaǵı kóp tarqalǵan sistemalıq analiz dizayn járdemshisi hám hújjetlestiriw texnikası.[19][20]

Ol avtomatlastırılǵan ushırasıwdı demonstraciyalaw ushın ekspert sistemasınıń talapların rawajlandırıw, dizayndı qurıw hám implementaciyanı qollaw ushın qollanıldı. Keyin dizayn hám implementaciya metodı sebepli tekseriw sistemalı túrde alıp barıldı.

Sistemanıń ulıwma dizaynı HIPO diagrammaları yamasa struktura diagrammaları qollanıp hújjetlestiriledi. Struktura diagramması shólkemlestiriw diagrammasına uqsas kóriniste, biraq qosımsha detallardı kórsetiw ushın modifikaciyalanǵan. Struktura diagrammaları bir neshe túrdegi informaciyanı kórsetiw ushın qollanılıwı múmkin, biraq eń kóp yamasa maǵlıwmatlar strukturaların yamasa kod strukturaların diagrammalaw ushın qollanıladı.

Derekler

  1. ↑ FIPS Publication 183 (Wayback Machine saytında 2009-02-27 sánesinde arxivlengen) released of IDEFØ December 1993 by the Computer Systems Laboratory of the National Institute of Standards and Technology (NIST).
  2. ↑ Reader's Guide to IDEF0 Function Models. Accessed 27 Nov 2008.
  3. ↑ Ben B. Graham (2002). Detail Process Charting. p.2.
  4. ↑ Schlager, J. (July 1956). "Systems engineering: key to modern development". IRE Transactions EM-3 (3): 64–66. doi:10.1109/IRET-EM.1956.5007383. 
  5. ↑ Schlager. Systems engineering: key to modern development. 
  6. ↑ Arthur D. Hall. A Methodology for Systems Engineering. Van Nostrand Reinhold, 1962. ISBN 0-442-03046-0. 
  7. ↑ Arthur D. Hall. A Methodology for Systems Engineering. Van Nostrand Reinhold, 1962. ISBN 0-442-03046-0. 
  8. ↑ William Gosling (1962) The design of engineering systems. p. 23
  9. ↑ Tim Weilkiens (2008). Systems Engineering with SysML/UML: Modeling, Analysis, Design. Page 287.
  10. ↑ Harold Chestnut (1967). Systems Engineering Methods. Page 254.
  11. ↑ Thomas Dufresne & James Martin (2003). "Process Modeling for E-Business" (Wayback Machine saytında December 20, 2006, sánesinde arxivlengen). INFS 770 Methods for Information Systems Engineering: Knowledge Management and E-Business. Spring 2003
  12. ↑ Process perspectives. In: Metamodeling and method engineering, Minna Koskinen, 2000.
  13. ↑ James Perozzo (1994) The complete guide to electronics troubleshooting. p. 72
  14. ↑ William H. Von Alven (1964) Reliability engineering explains: "Functional block diagrams show functional sequences and signal paths, and items which are wired in parallel are drawn in parallel" (p. 286)
  15. ↑ Systems Engineering Fundamentals. (Wayback Machine saytında September 27, 2007, sánesinde arxivlengen) Defense Acquisition University Press, 2001
  16. ↑ The first version of this article is completely based on the NAS SYSTEM ENGINEERING MANUAL SECTION 4.4 VERSION 3.1 06/06/06.
  17. ↑ Task Analysis Tools Used Throughout Development. FAA 2008. Retrieved 25 Sept 2008.
  18. ↑ FAA (2006). NAS SYSTEM ENGINEERING MANUAL SECTION 4.4 VERSION 3.1 06/06/06.
  19. ↑ IBM Corporation (1974).HIPO—A Design Aid and Documentation Technique, Publication Number GC20-1851, IBM Corporation, White Plains, NY, 1974.
  20. ↑ Sandia National Laboratories (1992). Sandia Software Guidelines Volume 5 Tools, Techniques, and Methodologies (Wayback Machine saytında 2009-08-25 sánesinde arxivlengen) SANDIA REPORTS 85–2348qUC–32