Виды агрегирования

Аналогично декомпозиции, агрегирование использует модели проектируемой или исследуемой системы. Агрегирование заключается в объединении ряда моделей любого уровня абстракции с получением разных агрегатов. Рассмотрим примеры.

· Агрегирование языков в конфигуратор для глубокого описания объекта

Любое сложное явление требует разностороннего описания, но достаточная полнота описания достижима с использованием совместно терминов различных языков.. Например, эксплуатация автомобиля рассматривается не только как физическое явление, вызванное механическими (техническим состоянием дорожного покрытия и автомобиля), химическими (горение топлива, работа смазки), электрическими причинами (функционирование электроаппаратуры и приборов) но и как явление экономическое, социальное, медицинское, юридическое.

По этим причинам вводится понятие конфигуратора, т.е. агрегата из множества качественно различных языков, необходимого и минимально достаточного для описания системы.

Пример 1. Для задания точки n-мерного пространства конфигуратором служит совокупность ее координат, причем разные системы координат (разные конфигураторы) эквивалентны.

Пример 2. Описание на плоском изображении поверхности любого трехмерного тела минимально использует три ортогональных проекции, являющиеся конфигуратором в проективной геометрии и техническом черчении. Использование большего количества проекций часто повышает наглядность, но, строго говоря, избыточно.

Пример 3. В электротехнике для описания прибора используют конфигуратор: функциональная, принципиальная и монтажная схемы. Функциональная схема информирует о логике работы прибора и расчленяет его на блоки, которые могут не иметь пространственно локализованных аналогов. Принципиальная схема определена технологическими единицами промышленного выпуска, прибор собирается из таких единиц. Есть приборы с одинаковыми функциональными и различными принципиальными схемами. Монтажная схема расчленяет прибор в зависимости от геометрии пространства монтажа. Главная особенность конфигуратора в том, что проектирование, конструирование, производство и эксплуатация прибора требуют всех трех его описаний, хотя анализ объекта производится на каждом языке конфигуратора отдельно. Подчеркнем и зависимость конфигуратора от целей работы. Если иметь в виду и цели сбыта, то в конфигуратор включается язык рекламы, описывающий вид и иные потребительские качества прибора.

Пример 4. При обсуждении кандидатуры на офицерскую должность каждый претендент рассматривается с учетом его профессионального, командного опыта и состояния здоровья.

Пример 5. При синтезе организационных систем конфигуратор включает описания распределения власти (структуры подчиненности), распределения ответственности (структуры функционирования) и распределения информации (организация передачи и хранения данных). Топологически это разные структуры, связывающие одинаковое множество узлов.

Конфигуратор - содержательная модель наивысшего уровня. Определение языков описания системы задает тип системы; конфигуратор имеет целевой характер и при изменении цели может утратить свойства конфигуратора.

· Получение структурного агрегата

Как и любой вид агрегата, структура является моделью системы и задается совокупностью объекта, цели, средств и среды моделирования. Наблюдается большое разнообразие типов структур, определяемое именно на этапе синтеза системы. Разумеется, при проектировании реальных систем можно описать только основные, существенные ее связи, а прочие уточнить на последующих этапах. Совокупность существенных связей определяется конфигуратором системы, что обусловливает разработку в проекте стольких структур, сколько языков включено в конфигуратор. Так, в примере 5 проект системы должен содержать структуры распределения власти, ответственности и информации. Хотя эти структуры весьма отличны топологически (структура подчиненности иерархична, а работа описывается матричной структурой), они с разных сторон описывают одну систему и потому связаны. Нередка ситуация, когда совокупность рабочих данных слишком многочисленна, что затрудняет работу с ней. Это приводит к необходимости агрегирования для уменьшения размерности; устанавливается связь между агрегируемыми элементами с образованием классов. Следует рассматривать не только класс в целом, но и каждый его элемент в отдельности. Полученный агрегат называется агрегатом-оператором или структурным агрегатом. Классификация любых объектов также является структурным агрегатом.

· Агрегирование кортежа переменных как аргументов одной функции.

Если агрегируемые признаки измеримы в числовых шкалах, то можно задать отношение на множестве признаков как функцию многих переменных, которая и является агрегатом особого типа. В статистическом анализе среди разных агрегатов (статистик или функций выборочных значений) есть достаточные статистики, извлекающие из совокупности наблюдений всю информацию о существенном параметре.

Выводы

Анализируя изложенное, можно, сказать, что теория множеств и теория графов являются мощным аналитическим средством системного анализа. Они позволяют проводить анализ предметной области, изложенной на естественном языке, и формализовать её описание в виде словарей, словников, классификаторов, тезауэрсов.

На основе этих теоретических средств был разработан и широко используется при разработке информационных систем программно целевой метод анализа предметных областей.

Приведенные сведения указывают на мощь этого метода в разработке любых систем, как программных средств, так и автоматизированных систем. Естественно он может быть применен при анализе любой предметной области. Наиболее эффективно его можно использовать там, где другие методы не работают или работают плохо – при разработке сложных систем и систем «пионерского» типа.

Он позволяет разрабатывать системы производя аналитическое деления целого на части во времени, по месторасположению (включая географическое), по специалистам и тематическим направлениям, по целям, задачам, а затем агрегировать и строить модели системы в виде формализованных частей – подсистем.

Системный программно – целевой метод анализа предметных областей при создании автоматизированных информационных систем позволяет, как мы видели, разрабатывать:

· Информационные требования пользователей;

· Информационное обеспечение системы;

· Информационные задачи системы;

· Лингвистическое обеспечение;

· Функциональные подсистемы и их взаимодействие;

· Организационные структуры;

· Формулировать требования к компонентам системы – программно – техническим комплексам, прикладным программам, технологиям.

Учитывая сложность систем такого плана в этих случаях наиболее целесообразно использовать коллективную форму анализа предметной области с использованием специалистов по направлениям, речь о которой пойдет в следующих разделах.

В более простых случаях, особенно при анализе бизнес – процессов, процессов автоматизированного проектирования, при разработке программных систем, наиболее эффективными методами анализа предметной области являются методы с использованием CASE – средств, о которых речь пойдет ниже.

Вопросы для самоконтроля.

1. Основные положения теории множеств и направления использования при анализе предметных областей.

2. Основные положения теории графов и направления использования при анализе предметных областей.

3. Использование лингвистических средств - языка библиографических данных, классификаторов и тезауэрса для формализации описания предметной области с использованием теории множеств.

4. Использование тезауэрса для формализации описания предметной области с использованием теории множеств и теории графов, его структура, виды отношений – область применения.

5. Программно – целевой метод анализа предметной области его суть, методы деления.

6. «Дерево» целей.

7. Алгоритм декомпозиции.

8. Агрегирование информации.

9. Виды связей.

10. Область применения, пример использования.