В Камаев - Технологии программирования

Формулировка и формализация целей.Интересной представляется интерпретация целей через потребности и ограничения по ресурсам. При этом можно выделить три варианта формулировки целей.

1. Ограничения отсутствуют. Достижение каждой из сформулированных целей в какой-то мере удовлетворяет потребность, как правило, не снимая ее полностью. Поэтому говорят об остаточной потребности: чем меньше остаточная потребность после достижения цели, тем выше оценивается и сама цель. Следовательно, наилучшей будет та цель, после достижения которой остаточная потребность окажется минимальной.

2. Приведенная выше формулировка привлекательна, но мало реальна. Достижение всякой цели требует наличия ресурсов, причем величина их (ресурсов) существенно зависит от формулировки цели. Поэтому более приемлемой представляется формулировка, когда требуется наилучшим образом удовлетворить потребность при заданных ограничениях на ресурсы.

3. Возможна ситуация, когда могут быть определены ограничения по степени удовлетворения потребностей и требуется при этом минимизировать расход ресурсов. Тогда цель формулируется следующим образом: необходимо обеспечить заданный уровень удовлетворения потребности при минимальном расходе ресурсов. Учет ресурсов и других ограничений является обязательным в большинстве задач проектирования, а значит, на этапе формулировки целей обязателен анализ, позволяющий сопоставить степень достижения целей и расходуемые ресурсы.

Независимо от формулировки цель как результат деятельности может быть задана формально через показатели качества, характеризующие степень ее достижения. Требования к показателям качества могут быть заданы в трех видах: приравнять; ограничить; добиться экстремума.

В общую формулировку целей могут входить составляющие, задаваемые различными способами.

Уровни описания целей.В процессе проектирования цели могут быть описаны на уровне (выражены на языке) субъекта, внешнего и внутреннего описания объекта. Субъект при этом характеризуется своими потребностями, объект при внешнем описании — показателями качества, а при внутреннем, структурированном — через параметры и переменные состояния. Поэтому нередко говорят о задании целей в пространстве потребностей, показателей качества и состояния. Для описания целей на каждом уровне используются соответствующие понятия и величины.

С учетом вышесказанного, общая методика проектирования целей выглядит следующим образом. Строится описание надсистемы и определяются показатели, характеризующие эффективность ее функционирования. Затем определяются функции, которые должны выполняться проектируемым объектом, и конкретные требования к ним через показатели качества надсистемы — тем самым определяются цели в пространстве потребностей. При дальнейшей конкретизации объекта до уровня его показателей качества исследуется влияние последних на показатели надсистемы. Это позволяет выразить цели через показатели качества объекта — задать их в пространстве показателей качества. Дальнейшая конкретизация объекта позволяет определить связи между показателями качества и значениями параметров и переменных состояния, а также выразить цели через требования к ним — описать их в пространстве состояний.

Несмотря на прозрачность методики, на практике при проектировании целей приходится сталкиваться с серьезными трудностями, связанными в основном со сложностью описания надсистемы и взаимосвязи ее показателей с показателями объекта, а также оценки взаимосвязи между значениями показателей и требуемыми для достижения целей ресурсами.

Этап формулировки целей может привести к различным ситуациям.

Ситуация 1. Выход на хорошо знакомые цели, известные разработчику. В этом случае потребуется лишь поиск и корректировка известных решений, т. е. в результате анализа потребностей пользователя проектировщик приходит к выводу, что удовлетворить эти потребности может уже существующий программный продукт с небольшими изменениями.

Ситуация 2. Диаметрально противоположный вариант — новые цели. В этом случае мы имеем дело с задачей, у которой имеется в наличии явно видимая цель и отсутствуют средства для ее непосредственного достижения.

Проектная процедура базируется на владении системным подходом применительно к анализу программных систем. Первоначально рассматривается система — человек (люди), ЭВМ, программа, другие объекты, например технические, как звено, выполняющее весь комплекс обработки информации. Далее эти элементы рассматриваются по отдельности для уточнения требований. Программа имеет только информационный вход и информационный выход.

Облегчить первичную генерацию целей часто позволяет модель "черного ящика", изображенная на рис. 2.2. В процессе проектных итераций данная модель как бы "сереет" и, наконец, становится "белой", если на ней фиксировать все найденные факты.

Суть проектной процедуры.

Шаг 1. Проанализируйте выход системы, определите состав и форму выходных данных.

Шаг 2. Проанализируйте вход системы, определите состав и форму входных данных.

Шаг 3. Определите критерии качества преобразования входной информации в выходную информацию.

Шаг 4. Определите ограничения.

Рис. 2.2. Модель "черного ящика" проектируемого объекта

Шаг 5. Определите основные алгоритмы обработки информации и рассчитайте время их выполнения.

Шаг 6. Доопределите ограничения.

Шаг 7. До нахождения приемлемой постановки генерируйте варианты постановок. Используйте классификации алгоритмов, критериев, методов принятия решений, эвристические приемы, практические приемы.

При выполнении данной проектной процедуры желательно расширить ряд исследуемых вариантов с использованием "метода проб и ошибок", "метода аналогий", "метода морфологического синтеза решений".

Во-первых, из всего многообразия возможных программных решений выделите класс допустимых и перспективных.

Во-вторых, изучите варианты, которые являются наилучшими по отдельным показателям. Эти варианты могут быть приняты для дальнейшего анализа.

Совокупность функций системы, условий и ограничений их существования называется множеством потребительских свойств системы. Под понятием "потребитель" понимается система вышестоящего иерархического уровня, "эксплуатирующая" потребительские свойства исходной системы.