Системное мышление

Главное при этом – это решения создателей системы, какие элементы конструкции реализуют какие необходимые для работы системы поведения/функции, так что требуются обычно описывать и компоненты, и модули.

Компонентный анализ и модульный синтез

Самые важные (то есть архитектурные) решения принимаются в ходе совмещения функциональной (логической, компонентной, «как работает») и конструктивной (физической, модульной, «из чего сделано») холархий.

В литературе для холархии часто используют просто термин «структура», но нужно помнить, что это именно холархия: отношения элементов в ней – это иерархия отношений «часть-целое» (is_part_of, composition, состава), а все другие отношения (специализации, классификации, предшествования во времени, взаимовлияния и т.д.) в этой «структуре» не учитываются.

На рисунке из стандарта IEC 81346—1 (а этот стандарт взял этот рисунок из более раннего стандарта IEC 1392/09) «объект с функциональным аспектом» это компонента, «объект с продуктным аспектом» это модуль, а «объект как с продуктным, так и функциональным аспектом» – это модуль, сервис которого выполняет функцию компоненты.

Рассмотрим целевую систему, которую в начальный момент мы рассматриваем как компоненту А. Реализовать (realize) – это вынести «логический» объект-компоненту (роль) в физическую реальность модулей (исполнителей ролей). Первое что происходит – это функциональная декомпозиция: функция компоненты разбивается на более мелкие (на рисунке это B и другие четыре) и делается попытка выбрать для них модули, сервисы которых могут выполнить функции этих компонент. На рисунке видно, что на первом шаге декомпозиции это удаётся только для двух подфункций из шести. На следующем шаге это уже удаётся для всех подфункций, в то числе для подфункций компоненты B. Эта часть функциональной декомпозиции иногда называется функциональным анализом. Дальше мы должны из всех модулей, используя их интерфейсы для соединения, собрать целевую систему-модуль. Для сборки-модуля B на рисунке, реализующего функцию компоненты B это получается только в два шага – сначала собираются два промежуточных модуля, и только потом они объединяются. А на следующем шаге модуль B включается в состав модуля А, который реализует изначально задуманную функцию А. С этого момента функция и сервис совпадают, компонента и модуль совпадают. Эту часть проектирования системы как составления целой системы-модуля из её подмодулей называют модульный синтез.

Проблема в том, что обычно из имеющихся модулей трудно подобрать такие, которые в конструкции реализуют все необходимые компоненты с их функциями. Для этого приходится менять способ разбивки на функции (что эквивалентно предложению другого способа работы устройства, другого принципа работы), а модули приходится разрабатывать, если их нельзя купить готовые (купить – это ведь простейший способ эти модули реализовать/изготовить!). И всегда помним, что модульный синтез – это изобретательская деятельность: желательно научиться много функций навешивать на один модуль, уменьшая количество модулей в системе. ТРИЗ занимается именно этим.

Альфы и рабочие продукты

Стандарт OMG Essence120 предлагает предлагает особый вид компонент – альфа (ALPHA). Альфа – это функциональный объект, контроль за изменением состояния которого позволяет оценивать степень продвижения проекта в работе с этой альфой. Мышление о том, «как проект работает» посвящено альфам, ролевым объектам, они имеют функцию/назначение, вменённые им в проекте человеком.

Этот же стандарт OMG Essence для модулей, физической реализации альф предлагает имя рабочий продукт (work product, иногда используемый синоним – «артефакт», artifact, т.е. предмет искусственного происхождения) – это конструктивный объект: то, над чем работаем, из чего проект «собран», что можно обнаружить в окружающем мире.

Альфа отличается от ранее встречавшихся нам 4D-функциональных объектов тем, что она бывает и абстрактным объектом – каким-то определением системы: требованиями, архитектурой, неархитектурной частью проекта/design. В проекте приходится следить как за функциональной частью разных описаний системы (определениями), так и за функциональной частью воплощения системы (компонентами).

О состоянии альфы мы можем судить, наблюдая за рабочими продуктами: о состоянии Принца Гамлета можно судить, наблюдая за Василием Пупкиным в тот момент, когда он играет роль (и только в тот момент, и только в той части, в какой Василий Пупкин играет именно эту роль!).

Альфы и рабочие продукты нельзя путать: альфы (роли!) существуют главным образом в голове (хотя о них мы и думаем как о реальных объектах), рабочие продукты в мире. В стандарте они изображаются разными значаками: альфа похожа на греческую α, а рабочий продукт на лист бумаги с загнутым уголком.