Владимир Петров - Законы развития систем. ТРИЗ. Изд. 2-е, испр. и дополненное

Пример 1.13. Компьютерная программа

Любая компьютерная программа работает по определенному алгоритму – порядку действий. Таким образом, компьютерная программа осуществляет процесс.

Пример 1.14. Алгоритм Евклида

В качестве процесса представим алгоритм Евклида – метод вычисления наибольшего общего делителя (НОД). Это один из древнейших алгоритмов, который используется до сих пор.

Наибольший общий делитель (НОД) – это число, которое делит без остатка два числа и делится само без остатка на любой другой делитель данных двух чисел. Проще говоря, это самое большое число, на которое можно без остатка разделить два числа, для которых ищется НОД.

Описание алгоритма нахождения НОД делением.

– Большое число делим на меньшее.

– Если длится без остатка, то меньшее число и есть НОД (следует выйти из цикла).

– Если есть остаток, то большее число заменяем на остаток от деления.

– Переходим к пункту 1.

Например, необходимо найти НОД для 30 и 18.

30/18 = 1 (остаток 12)

18/12 = 1 (остаток 6)

12/6 = 2 (остаток 0). Конец: НОД – это делитель. НОД (30, 18) = 6

Пример 1.15. Компилятор

Большинство компиляторов переводит программу с некоторого высокоуровневого языка программирования в машинный код, который может быть непосредственно выполнен процессором.

Компилятор состоит из следующих этапов.

– Лексический анализ. На этом этапе последовательность символов исходного файла преобразуется в последовательность лексем. Цель лексического анализа – подготовить входную последовательность к грамматическому анализу.

– Синтаксический (грамматический) анализ. Последовательность лексем преобразуется в дерево разбора.

– Семантический анализ. Дерево разбора обрабатывается с целью установления его семантики (смысла) – например, привязка идентификаторов к их декларациям, типам, проверка совместимости, определение типов выражений и т. д. Результат обычно называется «промежуточным представлением/кодом», и может быть дополненным деревом разбора, новым деревом, абстрактным набором команд или чем-то еще, удобным для дальнейшей обработки.

– Оптимизация. Выполняется удаление излишних конструкций и упрощение кода с сохранением его смысла. Оптимизация может быть на разных уровнях и этапах – например, над промежуточным кодом или над конечным машинным кодом.

– Генерация кода. Из промежуточного представления порождается код на целевом языке. В конкретных реализациях компиляторов эти этапы могут быть разделены или, наоборот, совмещены в том или ином виде.

Каждый из этих этапов имеет свою программу, работающую по определенному алгоритму —процессу.

Продолжим рассматривать понятие функции .

Функции можно классифицировать:

– по полезности;

– степени их выполнения.

Опишем классификацию функций:

– по полезности :

– полезные;

– бесполезные;

– вредные.

– по степени выполнения полезных функций :

– достаточные;

– избыточные;

– недостаточные.

Полезная функция – функция, обеспечивающая работоспособность системы .

Бесполезная функция – функция, не обеспечивающая работоспособность системы. Иногда такие функции называют лишними .

Вредная функция – функция, создающая нежелательный эффект .

Достаточная функция – функция, создающая необходимое (достаточное) действие .

Избыточная функция – функция, создающая избыточное действие .

Недостаточная функция – функция, создающая недостаточное действие .

Следует отметить, что избыток и недостаток полезной функции следует рассматривать как вредную функцию .

Пример 1.16. Холодильник

Функцияхолодильника – это охлаждать продукт, например, мясо.

Бесполезная функциядля потребителя – нагрев задней части холодильника, но она необходима для принципа действия холодильника. Потребителю этот нагрев не нужен.

Вредная функцияхолодильника – шум компрессора.

Достаточная функцияхолодильника – нормальное охлаждение до заданной температуры.

Избыточная функцияхолодильника – избыточное охлаждение (переохлаждение) – ниже требуемой температуры.

Недостаточная функцияхолодильника – недостаточное охлаждение – выше требуемой температуры.

Пример 1.17. Газовая плита

Функциягазовой плиты – греть объект, например, воду или мясо.

Бесполезная функциягазовой плиты – нагрев окружающей среды (лишний расход тепла).

Вредная функциягазовой плиты – утечка газа.

Достаточная функциягазовой плиты – нормальный нагрев объекта до заданной температуры.

Избыточная функциягазовой плиты – избыточный нагрев объекта, например, вода выкипела, мясо сгорело.

Недостаточная функциягазовой плиты – слабый огонь, например, недостаточный для закипания воды.

Пример 1.18. Компьютер.

Функциякомпьютера – это обрабатывать информацию.

Бесполезная функция – это затраты энергии, когда на компьютере на работают, а он включен. Компьютер должен работать только тогда, когда вводится, перерабатывается и выводится информация. Во все остальное время компьютер зря расходует энергию.

Вредные функциикомпьютера – это электромагнитное излучение от компьютера и Wi-Fi, шум от вентилятора.

Достаточная функциякомпьютера – это, его нормальная работа.

Недостаточная функциякомпьютера – это, когда происходит долгая обработка информации, например, при скачивании информации из Интернета.

Пример 1.19. Телефон

Функциятелефона – передавать звуковой сигнал, например, речь.

Бесполезная функция –телефон включен, но по нему не говорят. Телефон должен работать только тогда, когда передается сигнал. Во все остальное время телефон зря расходует энергию. В любые перерывы сигнала телефон должен отключаться и включаться с появлением сигнала.

Вредная функция – электромагнитное излучение, возникающее при разговоре по мобильному телефону. Оно вредно воздействует на окружающую аппаратуру, поэтому в самолетах и в больницах не разрешается разговаривать по мобильному телефону. Антенны ретрансляторов мобильной связи вредно воздействуют на окружающих.

Достаточная функциятелефона – телефон работает нормально.