Моделирование систем

В процессе формализации требований к системе и на этапе проектирования система рассматривается как совокупность компонентов и взаимосвязей между ними. Для этого используются модели системной архитектуры, которые в графическом виде предоставляют всю организацию системы, т.е. ее компоненты и взаимосвязи между ними.

Архитектура системы обычно представляется в виде блочной диаграммы (блок-схемы), где блоки соответствуют основным подсистемам, а существующие связи между подсистемами обозначаются линиями со стрелками, соединяющими отдельные блоки диаграммы. Связи могут соответствовать потокам данных, последовательности включения подсистем в работу или каким-либо другим типам зависимости.

На рис. 2.2 представлена блок-схема основных компонентов системы сигнализации, предупреждающей о несанкционированном проникновении в жилище. В табл. 2.1 приведено краткое описание подсистем, которым соответствуют определенные блоки на рис. 2.2.

Рис. 2.2. Простая система сигнализации

Таблица 2.1. Функциональные подсистемы системы сигнализации

На этом уровне детализации система разбивается на отдельные подсистемы. Каждая подсистема, в свою очередь, может быть представлена как декомпозиция своих функциональных компонентов. Это такие компоненты подсистемы, которые, исходя из предназначения подсистемы, выполняют какую-либо одну функцию. В противоположность этому подсистема обычно выполняет несколько функций. Конечно, декомпозицию подсистем (и самой системы) можно проводить по другим признакам, например конструктивным или технологическим.

Исторически сложилось так, что модель системной архитектуры используется для вычленения аппаратных и программных компонентов системы, которые обычно разрабатываются параллельно. Вместе с тем противопоставление "аппаратные средства – программное обеспечение" в современных системах чаще всего неуместно и несущественно, поскольку практически все системные компоненты обладают определенными вычислительными возможностями. Например, машины, связывающие множество компьютеров в единую сеть, состоят из репитеров*, сетевых шлюзов** и соединительных кабелей. Репитеры и шлюзы имеют процессоры и программы, управляющие этими устройствами, и, конечно же, другие электронные компоненты.

* Репитер - устройство, передающее сигналы, поступающие по одному кабелю, в другой кабель без маршрутизации или фильтрации пакетов. – Прим. ред.

** Шлюз - устройство для объединения сетей, использующих различные протоколы передачи пакетов. – Прим. ред.

На уровне системной архитектуры более рационально классифицировать подсистемы в соответствии с выполняемыми ими функциями, не акцентируя специально внимание на том, являются ли они аппаратными или программными компонентами. Вопрос о том, будет ли данная функция реализована аппаратно или программно, часто решается на основе нетехнических факторов, таких как время, необходимое для создания компонента, или исходя из наличия на рынке промышленных изделий подходящих готовых устройств.

Блок-схемы можно использовать для представления систем любого размера. На рис. 2.3 показана архитектура значительно более сложной системы управления полетами. Эта система содержит несколько основных подсистем, которые сами являются системами большого размера. Направление информационных потоков между подсистемами показано соединяющими их линиями со стрелками.

Рис. 2.3. Архитектура системы управления полетами