Системно-структурный подход в биомеханике характеризуется изучением состава и структуры систем, как в двигательном аппарате, так и в его функциях. Этот подход в известной мере объединяет механическое, функционально-анатомическое и физиологическое направления в развитии теории биомеханики.

Понятие о системе, в которой множество элементов (ее состав) закономерно объединено взаимными связями, взаимозависимостью (ее структура), характерно для современного научного представления о мире (рис. 2).

Рис. 2. Схема системы движений (по Д.Д. Донскому, 1997)

Системно-структурный подход требует изучения системы как единого целого, потому что ее свойства не сводятся к свойствам отдельных элементов. Важно изучать не только состав, но и структуру системы, рассматривать во взаимосвязи строение и функцию.

Идеи о системности внес в изучение двигательной деятельности также Н.А. Бернштейн. Кибернетический, по сути дела, подход к движениям был им осуществлен более чем за 10 лет до оформления кибернетики как самостоятельной науки.

Современный системно-структурный подход не только не отрицает значения в биомеханике всех направлений, а как бы объединяет их; при этом каждое направление сохраняет в биомеханике свое значение.

Для движения человека характерно слияние множества движений в суставах в единое целое - систему движений. С этим связано возникновение в теории биомеханики проблемы изучения эффективности двигательных действий, как систем движений.

С появлением системного подхода в науках установилось и совершенствуется понятие о системе движений как о способе решения двигательной задачи. Двигательная задача – это представления о предстоящем действии. Строение системы движений, включает состав самих движений, структуру движений и системные свойства, которые отсутствуют у самих составных частей.

Двигательный состав имеет многоуровневое иерархическое строение. В двигательных действиях как системах выделяют пространственные, временные и динамические элементы, представляющие собой состав системы, ее составляющие части.

Пространственные образующие элементы - это положение тела, поза и суставные движения, которые обеспечивают решение простой двигательной задачи.

Суставные движения - это простые движения двух биозвеньев относительно друг друга в одном суставе, направленные на решение простой двигательной задачи.

Суставные движения объединяются в группы одновременных, в ряды последовательных и поочередных движений. Благодаря этому объединению количество степеней свободы звеньев тела увеличивается и этим обеспечивается возможность решения любых двигательных задач. С возрастанием количества участвующих в двигательной деятельности человека суставных движений, количество степеней свободы подвижных звеньев его тела может увеличиваться до ста и более. Это обуславливает практически неограниченные двигательные возможности человека.

Одновременные движения это движения в разных суставах в одно и то же время. Например, движение в суставах маховой ноги и рук при отталкивании в прыжке в длину с разбега.

Последовательные движения характеризуются тем, что выполнение последующего движения в одних суставах начинается тогда, когда предыдущие движения биозвеньев в других суставах еще не закончены. Например, для создания непрерывной тяги при плавании кролем, гребковые движения руками исполняются последовательно, "наслаиваясь" одно на другое.

Поочередные движения происходят в разных суставах, следуют поочередно одно за другим. К временным образующим элементам относятся фазы, периоды, циклы. Например, фаза опоры и фаза переноса ноги вместе составляют двойной шаг – цикл ходьбы.

Структура системы контролирует течение внутренних процессов, взаимодействие с внешним окружением. Она определяет появление новых свойств системы и возможность развития системы.

Элементы системы движений взаимосвязаны. Взаимодействия внутри каждой подсистемы и между подсистемами не только существуют, но и развиваются.

Внутренние взаимодействия обуславливают целостность системы. Движения в системе согласованы в пространстве и во времени; силы, приложенные к кинематическим цепям тела, сбалансированы.

Движения выполняются в соответствии с окружающей средой. Они складываются под непосредственным влиянием внешних сил и сами в той или иной мере изменяют окружающие условия - это внешние взаимодействия системы.

В целом вся структура системы движений делится на двигательные структуры (биокинематические и биодинамические) и информационные. Если первые совместно с двигательным составом относятся к исполнительной части системы движений, то информационные представляют ее управляющую часть.

Двигательная структура - это взаимосвязь движений в пространстве и времени (кинематическая структура), а также силовая и энергетическая взаимосвязь в системе движений (динамическая структура).

Кинематическая структура – это общая организация движений, их пространственные и пространственно-временные характеристики.

Динамическая структура - это закономерности силового (динамического) взаимодействия частей тела человека друг с другом и внешними телами (среда, опора, снаряды, партнеры, противники).

Изучая динамические характеристики движений, определяя приложенные силы, инерционные сопротивления, исследуют причины картины движения. Определяя массы тел и их распределение (инерционные характеристики), а также меры взаимодействия тел (силы и моменты силы), можно исследовать силовые взаимодействия. Это значит, что можно определить источники сил, их величину, направление, место приложения, меру их действия (импульс силы и работу), результат их действия.

Рассматривая совместное приложение ряда сил к звеньям тела, оценивают их взаимное влияние, эффект совместного воздействия, т.е. определяют силовую структуру. При изучении мышечных сил, их совместного действия, сложных отношений, возникающих внутри групп мышц и между их группами, определяют анатомическую структуру. Особое внимание уделяется тому, как посредством мышечных сил учесть действие остальных сил и использовать их.

Установить динамическую структуру, найти закономерности согласования сил - это значит раскрыть сущность движений под действием сил, т.е. объяснить механизмы движений.

Информационная структура. Источниками центростремительной информации являются организованные потоки, ощущения внешнего мира и внутреннего состояния организма человека.

Человек по существу строит не модель внешнего мира, а модель своего восприятия внешнего мира. Системно организованные потоки центростремительной информации создают опережающее отражение предметного мира, без которого невозможны предвидение, подготовка и осуществление самого действия. Чувство собственного тела, его положения и движения в пространстве, отношение его к внешней среде, представляют собой основу управления действием. В ходе овладения действием совершенствуются чувства времени, ритма, расстояний, усилий, инвентаря и снарядов и множества других комплексов.

В противоположном направлении от центральной нервной системы идут потоки "команд" для исполнения действия.

Центральная часть информационных структур содержит в себе важнейшие факторы организации системы движений. Значительно упрощая, можно сказать, что формируются модели, определяющие возможности и осуществление этих возможностей.

Каждое сознательное предметное действие человека связано с формулированием цели, с предвидением результата. Для достижения цели формируется модель двигательной задачи. Ведущую роль в строении двигательной задачи и ее решении играют смыслы - личностные представления человека, связанные с собственным отношением, оценкой, пониманием, принятием и многими другими процессами осуществления двигательного действия.

Системные свойства формируются в процессе развития системы движений как свойства, которых нет ни у одной из ее составных частей. Каждая система функционирует; функционируя -создает новый результат. Этот результат и есть то новое, ради чего и создается и существует система.

Для чего функционирует эта сложная система? В первую очередь надо назвать свойства экономичности, стандартности и стабильности, необходимые для многих видов двигательной деятельности. К качествам двигательной деятельности традиционно относят силу, быстроту, выносливость. Они, определяются не только морфо-функциональной основой человека, но и организацией движений в системы, именно в которых они и проявляются. Сюда же можно отнести и особое учение о координационных способностях, каждая из которых определяется теми же основами (морфология, функция, организация). Вторая группа системных свойств - это специфические качества самих действий (вид спорта, вид группы упражнений, определенное действие).

По современным представлениям, опорно-двигательный аппарат рассматривается как сложная биомеханическая система; движения человека также изучаются как сложная целостная система.

Системно-структурный подход требует изучения системы как единого целого, так как ее свойства не сводятся к свойствам отдельных элементов. Важно изучать не только состав, но и структуру системы, рассматривать во взаимосвязи строение и функцию.

При изучении движений в процессе развития системного анализа и синтеза в последние годы все шире применяется метод кибернетического моделирования - построение управляемых моделей - моделей электронных, математических, физических движений и моделей тела человека.

Тема 4. Структурный подход к проектированию ИС

Как было показано выше в настоящее время существует несколько основных подходов к проектированию ИС. К распространенным подходам относят: структурный и объектно-ориентированный. Важно понимать, что выбор подхода определяется целями проекта и в значительной мере влияет на весь его дальнейший ход. Рациональный выбор возможен при понимании нескольких аспектов:

1. Целей проекта.

2. Требований к информации необходимой для анализа и принятия решений в рамках конкретного проекта.

3. Возможностей подхода с учетом требований п. 2.

4. Особенностей разрабатываемой/внедряемой информационной системы .

Между сторонниками структурного и объектно-ориентированного подходов в настоящее время ведутся ожесточенные споры. При этом не существует решающих аргументов, доказывающих несостоятельность того или иного из методов, так как каждый из них имеет свои преимущества и недостатки (Рис. 26).

DIV_ADBLOCK44">

Кроме того, подход дает возможность рассмотреть логику процессов компании и приблизить организацию бизнеса к оптимуму. То есть использование данного подхода наиболее эффективно в том случае, когда речь идет, прежде всего, об оптимизации бизнеса, а не просто об его автоматизации.

Все наиболее распространенные методологии структурного подхода базируются на ряде общих принципов. В качестве двух базовых принципов используются следующие:

1. «разделяй и властвуй» – решение сложных проблем производится путем их разбиения на множество меньших независимых задач, легких для понимания и решения;

2. иерархического упорядочивания – организация составных частей проблемы в иерархические древовидные структуры с добавлением новых деталей на каждом уровне.

Выделение двух базовых принципов не означает, что остальные принципы являются второстепенными, поскольку игнорирование любого из них может привести к непредсказуемым последствиям (вплоть до провала всего проекта). Это принципы:

– абстрагирования – выделение существенных аспектов системы и отвлечения от несущественных;

– формализации – необходимость осуществления строгого методического подхода к решению проблемы;

– непротиворечивости – обоснованность и согласованность элементов;

– структурирования данных – данные должны быть структурированы и иерархически организованы.

К достоинствам данного подхода относятся, прежде всего:

– возможность проведения глубокого анализа бизнес-процессов, выявления узких мест: комплексное применение позволяет выявить все возможные рассогласования и неточности;

– применение универсальных графических языков моделирования IDEF0, IDEF3 и DFD обеспечивает логическую целостность и полноту описания, необходимую для достижения точных и непротиворечивых результатов;

– проверенность временем и широкое распространение среди аналитиков и разработчиков.

В качестве недостатков можно выделить такие:

– низкая наглядность для неподготовленных пользователей модели: при увеличении количества уровней представления, анализа и модификации моделей становится затруднительными;

– сложность восприятия иерархически упорядоченной информации;

– необходимость следования жесткой (не всегда необходимой) структуре.

Проанализировав все достоинства и возможные недостатки можно сделать вывод: применение структурного подхода рекомендуется для правильного, точного и полного определения требований к проектируемой ИС на начальных этапах.

В связи с тем, что в структурном анализе используются в основном две группы средств, иллюстрирующих функции, выполняемые системой и отношения между данными, а каждой группе средств соответствуют определенные виды моделей (диаграмм), необходимо привести описание некоторых наиболее популярных и выбрать средство в большей степени соответствующее цели исследования.

Наиболее распространенными являются следующие виды диаграмм:

– SADT (Structured Analysis and Design Technique) модели и соответствующие функциональные диаграммы. Для новых систем SADT (IDEF0) применяется для определения требований (функций) для разработки системы, реализующей выделенные функции. Для уже существующих методология IDEF0 может быть использована для анализа функций, выполняемых системой. Модель в нотации IDEF0 представляет собой совокупность иерархически упорядоченных и взаимосвязанных диаграмм. Вершина этой древовидной структуры, представляющая собой самое общее описание системы. После описания системы в целом проводится разбиение ее на крупные фрагменты (функциональная декомпозиция).

– DFD (Data Flow Diagrams) диаграммы потоков данных. Диаграммы DFD обычно строятся для наглядного изображения текущей работы системы документооборота организации. Как правило, диаграммы DFD используют в качестве дополнения модели бизнес-процессов, выполненной в IDEF0;

– IDEF3. Методология моделирования IDEF3 позволяет описать процессы, фокусируя внимание на течении этих процессов, позволяет рассмотреть конкретный процесс с учетом последовательности выполняемых операций;

– ERD (Entity-Relationship Diagrams) диаграммы «сущность-связь» Методология описания данных (IDEF1X).

На стадии проектирования ИС модели расширяются, уточняются и дополняются диаграммами, отражающими структуру программного обеспечения : архитектуру ПО, структурные схемы программ и диаграммы экранных форм.

Перечисленные модели в совокупности дают полное описание ИС независимо от того, является ли она существующей или вновь разрабатываемой. Состав диаграмм в каждом конкретном случае зависит от необходимой полноты описания системы.

Модели SADT (IDEF0) наиболее удобны при построении функциональных моделей. Они наглядно отражают функциональную структуру объекта: производимые действия, связи между этими действиями. Таким образом, четко прослеживается логика и взаимодействие процессов организации. Главным достоинством нотации является возможность получить полную информацию о каждой работе, благодаря ее жестко регламентированной структуре. С ее помощью можно выявить все недостатки, касающиеся как самого процесса, так и то, с помощью чего он реализуется: дублирование функций, отсутствие механизмов, регламентирующих данный процесс, отсутствие контрольных переходов и т. д.

DFD позволяет проанализировать информационное пространство системы и используется для описания документооборота и обработки информации . Поэтому диаграммы DFD применяют в качестве дополнения модели бизнес-процессов, выполненной в IDEF0.

IDEF3 хорошо приспособлен для сбора данных, требующихся для проведения анализа системы с точки зрения рассогласования/согласования процессов во времени.

Нельзя говорить о достоинствах и недостатках отдельных нотаций. Возможны ситуации, при которых анализ IDEF0 не обнаружил недостатков в деятельности организации с точки зрения технологического или производственного процесса, однако это не является гарантией отсутствия ошибок. Поэтому в следующем этапе анализа необходимо перейти к исследованию информационных потоков с помощью DFD и затем объединить эти пространства с помощью последней нотации – IDEF3.

Что касается IDEF1X, наряду со многими достоинствами, существенным недостатком является невозможность адекватно и полно описать предметную область. Поэтому, код клиентского приложения, генерируемый в дальнейшем на основе информации о структуре БД, не позволяет построить эффективное приложение со сложной бизнес-логикой. Это вызвано тем, что данные для хранения в БД необходимо представить в таблицах, к структуре которой предъявляются требования нормализации.

В результате анализа предоставляемых подходами возможностей, их достоинств и недостатков, с учетом всех особенностей и ограничений, накладываемых на процесс проектирования ИС предметной областью, предпочтение было отдано структурно-функциональной методологии проектирования ИС. Это было обусловлено тем, что объектно-ориентированный подход не обеспечивает создание отчуждаемого результата на каждой из стадий создания ИС.

Создание ИС в любом случае приведет к изменению сложившихся бизнес-процессов внутри автоматизируемой компании. Для точной постановки задач, выработке предложений по реинжинирингу и повышению эффективности работы необходимо получить детальное и точное описания исследуемого объекта автоматизации – компании-заказчика. Рассмотрению этапов, способов и возможностей описания бизнес-процессов компании посвящен следующий параграф работы.

Организации создают структуры для того, чтобы обеспечивать координацию и контроль деятельности своих подразделений и работников. Структуры организаций отличаются друг от друга сложностью (т. е. степенью разделения деятельности на различные функции), формализацией (т. е. степенью использования заранее установленных правил и процедур), соотношением централизации и децентрализации (т. е. уровнями, на которых принимаются управленческие решения).

. Структурный подход применяется в организациях для обеспечения основных элементов деятельности и взаимосвязей между ними. Он предполагает использование разделения труда, охвата контролем, децентрализации и департаментализации.

Структура организации – это фиксированные взаимосвязи, которые существуют между подразделениями и работниками организации . Ее можно понимать как установленную схему взаимодействия и координации технологических элементов и персонала. Схема любой организации показывает состав отделов, секторов и других линейных и функциональных единиц. Однако она не учитывает такой фактор, как человеческое поведение, который влияет на порядок взаимодействия и его координацию. Именно поведение персонала определяет эффективность функционирования организационной структуры в большей мере, чем формальное распределение функций между подразделениями.

Организационную структуру любой коммерческой фирмы, больницы, банка, правительственного учреждения и т. п. следует рассматривать с учетом разных критериев. На эффективность деятельности организации влияют:

1) реальные взаимосвязи между людьми и их работой, отражаемые в схемах организационных структур и должностных обязанностях;

2) политика руководства и методы, воздействующие на поведение персонала;

3) полномочия и функции работников организации на различных уровнях управления (низшем, среднем и высшем).

Рациональная структура организации предполагает комбинацию указанных трех факторов, обеспечивающую высокий уровень эффективности производства.

Формальные и неформальные организации

Формальная организация – это предварительно спланированная структура полномочий и функций, которая устанавливается на основе сложившегося взаимодействия между компонентами организации . Она ориентирована на достижение приемлемого уровня производства и общих целей организации. Формальная структура определяет всю систему отношений и набор функций, позволяющих осуществлять целенаправленную деятельность. Формальная организация характеризуется определенной степенью стандартизации трудовых функций .. В разных организациях степень формализации различна.

Многие виды взаимодействий между работниками не вписываются в схему формальной организации. В каждой формальной организации складывается и существует сеть неформальных групп , в рамках которых взаимоотношения не носят заранее спроектированного и директивно установленного характера, а возникают под влиянием различных факторов , таких, как общий интерес группы работников, объективная необходимость сотрудничать, личная безопасность и др.

Разделение труда

Исследование схем формальных организаций показывает, что существует уровень вертикального и горизонтального разделения труда. Схема вертикального разделения труда представлена на рис. 2.3. Руководитель верхнего уровня управляет деятельностью руководителей среднего и низшего уровней, т. е. формально обладает большей властью и более высоким статусом. Вертикальная дифференциация связана с иерархией управления в организации. Чем больше ступеней иерархической лестницы между высшим уровнем управления и исполнителями, тем более сложной является данная организация. Полномочия распределяются по должностям и руководителям, занимающим эти должности. Цель организации рассматривается как ориентир для направлений потоков связей и полномочий.

Рис. 2.3 Вертикальное разделение труда

Горизонтальное разделение труда отражает степень разделения труда между отдельными структурными единицами. Чем больше в организации различных сфер, требующих специальных знаний и навыков, тем более сложной она является. Горизонтальная специализация направлена на дифференциацию функций. Она охватывает определение работы (соединение различных отдельных заданий) и определение взаимосвязи между различными видами работ, которые могут выполняться одним или многими работниками.

Схема горизонтального разделения труда представлена на рис. 2.4, где отражены подходы к охвату контролем и функционализации. Охват контролем – это число подчиненных, которые отчитываются перед одним руководителем. Функционализация – это разнообразие заданий, которые должны быть выполнены, чтобы достичь целей организации. Руководитель высшего уровня (РВУ) имеет прямой контроль над тремя руководителями среднего уровня (РСУ) – по производству, бухгалтерскому учету и маркетингу. В свою очередь, руководители среднего уровня имеют прямой контроль над соответствующими руководителями низшего уровня (РНУ), а те - непосредственно над определенным числом исполнителей. Это можно рассматривать как функционализацию, в результате которой образуются те или иные специализированные подразделения. Наряду с этим существует географическое (территориальное) разделение труда, связанное со степенью распределения физических активов организации по различным регионам. В данной структуре коммуникации, координация и контроль усложняются.

Рис. 2.4 Горизонтальное разделение труда

Необходимо различать масштаб и глубину работ. Масштаб работ – это количество выполняемых работ, их объем. Сотрудник, который выполняет, например, восемь заданий, имеет более широкий масштаб работ, чем тот, кто выполняет четыре задания. Понятие глубины работ относится к объему контроля, который осуществляет работник в ходе работы. Глубина работ носит личностный характер, у разных работников на одном организационном уровне она может быть различной. Например, руководитель отдела маркетинга в промышленной компании имеет большую глубину работ, чем, скажем, бухгалтер, ведающий текущим учетом производства. Решая конкретные проблемы разделения труда в структуре управления, необходимо тщательно учитывать не только функциональную направленность и масштабы выполняемых работ, но и их глубину.

Охват контролем

В течение ряда десятилетий в теории и практике использовался принцип, согласно которому все виды работ должны быть сгруппированы таким образом, чтобы каждый работник отчитывался только перед одним руководителем. Более того, рекомендовалось, чтобы число работников, подотчетных одному руководителю, было строго ограничено. Термин «охват контролем » означает размер команды, находящейся в подчинении одного руководителя.

Сколько же подчиненных должно быть у руководителя? В теории этот вопрос анализируется путем выделения ряда общих факторов, которые влияют на частоту и тип взаимосвязей между руководителем и подчиненными. Некоторые из этих факторов очень важны.

Требуемый контакт . В различных видах производственных, научно-исследовательских и других работ существует необходимость в частых контактах и высоком уровне координации деятельности. Использование конференций, совещаний, личных встреч и консультаций нередко помогает в достижении поставленных целей. Например, руководитель научно-исследовательской группы должен часто консультироваться по поводу конкретных вопросов с членами группы с тем, чтобы проект был завершен в срок и законченная работа была представлена на рынок. Широкий охват контролем выполняемых работ через частые контакты с подчиненными оказывает определяющее влияние на выполнение и успешное завершение проекта.

Уровень образования и подготовленность подчиненных. Обучение подчиненных является основополагающим в установлении контроля на всех уровнях управления. Общепринято, что управляющий на более низких уровнях организации может руководить большим числом подчиненных, поскольку работа на этих уровнях более специализирована и менее сложна, чем на высших уровнях.

Способность общения. Этот фактор играет важную роль в налаживании эффективного механизма разрешения проблем в различных рабочих ситуациях, реальной и оперативной координации деятельности подразделений и работников. Теоретически обоснованным является следующий ход рассуждений.

Руководитель А, в подчинении которого находятся двое служащих В и С, может иметь взаимоотношения отдельно с В и отдельно с С, а также с В и С вместе (положение здесь будет различным). Кроме того, он должен принимать во внимание отношения, складывающиеся между B и С (табл. 6.2). Таким образом, при наличии двух подчиненных имеется минимум четыре различных вида взаимоотношений (или максимум – шесть), требующих внимания со стороны А.

Таблица 2‑2 Число возможных контактов

	Минимальное значение	Максимальное значение
Непосредственные индивидуальные
взаимоотношения между А и В, А и С
Непосредственные групповые взаимоотношения
А по отношению к В и С:
А по отношению к 8 вместе с С
А по отношению к С вместе с В
Косвенные взаимоотношения между B и С:
В по отношению к С и С по отношению к 8
Всего

Количество этих контактов увеличивается более высокими темпами, чем пропорциональный рост числа подчиненных. Грайчунас считает, что руководитель в состоянии иметь не более 12 непосредственных контактов и не более чем 28 косвенных, что соответствует наличию пяти подчиненных. При большей степени однородности проблем, которыми занимается руководитель, он может иметь в подчинении большее число работников. Становится очевидным, что число подчиненных должно быть меньше на уровне высшего руководства организации и может быть более значительным в низших звеньях управления.

Рис. 2.5 Нормы управляемости а) – широкие, б) – узкие

С учетом рационального охвата контролем и в интересах достижения эффективной координации и управления всеми видами деятельности организация подразделяется на соответствующие структурные блоки (департаменты, отделы, службы). Такой подход к формированию организационной структуры называется департаментализацией. В зависимости от признаков и критериев разделения организации на блоки принято различать: функциональную, территориальную, производственную, проектную и смешанную департаментализацию.

Функциональная департаментализация . Многие организации группируют работников и деятельность в соответствии с функциями, выполняемыми в рамках фирмы (производство, маркетинг, финансы, бухгалтерский учет, управление персоналом). Функциональный состав организации – это наиболее часто применяющаяся схема организации персонала и деятельности фирмы. Соответствующие департаменты при этом состоят из экспертов и специалистов в определенных областях, что обеспечивает наиболее обоснованное и эффективное решение проблем. Недостатком подобной схемы считается то, что поскольку специалисты работают в одной области интересов, общие цели организации могут приноситься в жертву целям данного департамента. Например, бухгалтер может видеть только проблемы своего подразделения, а не проблемы производства или маркетинга, или всей организации.

Территориальная департаментализация. Другой часто встречающийся подход - создание групп людей на базе определенной территории, где в той или иной форме осуществляется деятельность организации. Деятельность организации на данной территории должна подчиняться соответствующему руководителю, который несет за нее ответственность. Для больших организаций территориальное деление весьма важно, поскольку физическая распыленность деятельности вызывает трудности для координации. Преимущество, часто связываемое с территориальным делением, состоит в том, что оно создает условия для подготовки управленческого персонала непосредственно на месте.

Производственная департаментализация. Во многих больших компаниях, у которых имеется диверсифицированное производство, деятельность и персонал группируются на базе продукции. С увеличением масштаба фирмы сложно координировать усилия различных функциональных групп, поэтому становится целесообразным и перспективным создание производственных подразделений. Эта форма организации позволяет персоналу накапливать опыт в области исследований, производства и распределения продукции. Концентрация полномочий и ответственности в специальных департаментах дает возможность руководителям эффективно координировать все виды деятельности.

Проектная департаментализация. При проектной департаментализации деятельность и персонал сосредоточены в подразделении на временной основе. Руководитель проекта отвечает за все виды деятельности – от начала до полного завершения проекта или какой-то его части. После завершения работы персонал, занятый на временной основе, переводится в другие департаменты или привлекается к другим проектам. Руководитель проекта часто имеет в своем подчинении инженеров, бухгалтеров, руководителей производства, исследователей. Этот персонал часто приходит из специальных функциональных подразделений. Во время работы над конкретным проектом ответственный руководитель рассматривается как лицо, обладающее полнотой, власти и правом контроля. В целом ряде случаев этого не достигается, поскольку персонал, работающий над проектом, продолжает подчиняться своим постоянным функциональным руководителям. Возникающие противоречия разрешаются руководителями более высокого ранга.

Сущность структурного подхода

Сущность структурного подхода к разработке ИС заключается в ее декомпозиции (разбиении) на автоматизируемые функции: система разбивается на функциональные подсистемы, которые в свою очередь делятся на подфункции, подразделяемые на задачи и так далее. Процесс разбиения продолжается вплоть до конкретных процедур. При этом автоматизируемая система сохраняет целостное представление, в котором все составляющие компоненты взаимоувязаны. При разработке системы "снизу-вверх" от отдельных задач ко всей системе целостность теряется, возникают проблемы при информационной стыковке отдельных компонентов.

Все наиболее распространенные методологии структурного подхода базируются на ряде общих принципов . В качестве двух базовых принципов используются следующие:

принцип "разделяй и властвуй" - принцип решения сложных проблем путем их разбиения на множество меньших независимых задач, легких для понимания и решения;
принцип иерархического упорядочивания - принцип организации составных частей проблемы в иерархические древовидные структуры с добавлением новых деталей на каждом уровне.

Выделение двух базовых принципов не означает, что остальные принципы являются второстепенными, поскольку игнорирование любого из них может привести к непредсказуемым последствиям (в том числе и к провалу всего проекта). Основными из этих принципов являются следующие:

принцип абстрагирования - заключается в выделении существенных аспектов системы и отвлечения от несущественных;
принцип формализации - заключается в необходимости строгого методического подхода к решению проблемы;
принцип непротиворечивости - заключается в обоснованности и согласованности элементов;
принцип структурирования данных - заключается в том, что данные должны быть структурированы и иерархически организованы.

В структурном анализе используются в основном две группы средств, иллюстрирующих функции, выполняемые системой и отношения между данными. Каждой группе средств соответствуют определенные виды моделей (диаграмм), наиболее распространенными среди которых являются следующие:

SADT (Structured Analysis and Design Technique) модели и соответствующие функциональные диаграммы (подраздел 2.2);
DFD (Data Flow Diagrams) диаграммы потоков данных (подраздел 2.3);
ERD (Entity-Relationship Diagrams) диаграммы "сущность-связь" (подраздел 2.4).

На стадии проектирования ИС модели расширяются, уточняются и дополняются диаграммами, отражающими структуру программного обеспечения: архитектуру ПО, структурные схемы программ и диаграммы экранных форм.

Методология функционального моделирования SADT

Методология SADT разработана Дугласом Россом и получила дальнейшее развитие в работе . На ее основе разработана, в частности, известная методология IDEF0 (Icam DEFinition), которая является основной частью программы ICAM (Интеграция компьютерных и промышленных технологий), проводимой по инициативе ВВС США.

Методология SADT представляет собой совокупность методов, правил и процедур, предназначенных для построения функциональной модели объекта какой-либо предметной области. Функциональная модель SADT отображает функциональную структуру объекта, т.е. производимые им действия и связи между этими действиями. Основные элементы этой методологии основываются на следующих концепциях:

графическое представление блочного моделирования. Графика блоков и дуг SADT-диаграммы отображает функцию в виде блока, а интерфейсы входа/выхода представляются дугами, соответственно входящими в блок и выходящими из него. Взаимодействие блоков друг с другом описываются посредством интерфейсных дуг, выражающих "ограничения", которые в свою очередь определяют, когда и каким образом функции выполняются и управляются;
строгость и точность. Выполнение правил SADT требует достаточной строгости и точности, не накладывая в то же время чрезмерных ограничений на действия аналитика. Правила SADT включают:
ограничение количества блоков на каждом уровне декомпозиции (правило 3-6 блоков);
связность диаграмм (номера блоков);
уникальность меток и наименований (отсутствие повторяющихся имен);
синтаксические правила для графики (блоков и дуг);
разделение входов и управлений (правило определения роли данных).
отделение организации от функции, т.е. исключение влияния организационной структуры на функциональную модель.

Методология SADT может использоваться для моделирования широкого круга систем и определения требований и функций, а затем для разработки системы, которая удовлетворяет этим требованиям и реализует эти функции. Для уже существующих систем SADT может быть использована для анализа функций, выполняемых системой, а также для указания механизмов, посредством которых они осуществляются

Состав функциональной модели

Результатом применения методологии SADT является модель, которая состоит из диаграмм, фрагментов текстов и глоссария, имеющих ссылки друг на друга. Диаграммы - главные компоненты модели, все функции ИС и интерфейсы на них представлены как блоки и дуги. Место соединения дуги с блоком определяет тип интерфейса. Управляющая информация входит в блок сверху, в то время как информация, которая подвергается обработке, показана с левой стороны блока, а результаты выхода показаны с правой стороны. Механизм (человек или автоматизированная система), который осуществляет операцию, представляется дугой, входящей в блок снизу (рисунок 2.1).

Одной из наиболее важных особенностей методологии SADT является постепенное введение все больших уровней детализации по мере создания диаграмм, отображающих модель.

Рис. 2.1. Функциональный блок и интерфейсные дуги

На рисунке 2.2, где приведены четыре диаграммы и их взаимосвязи, показана структура SADT-модели. Каждый компонент модели может быть декомпозирован на другой диаграмме. Каждая диаграмма иллюстрирует "внутреннее строение" блока на родительской диаграмме.

Иерархия диаграмм

Построение SADT-модели начинается с представления всей системы в виде простейшей компоненты - одного блока и дуг, изображающих интерфейсы с функциями вне системы. Поскольку единственный блок представляет всю систему как единое целое, имя, указанное в блоке, является общим. Это верно и для интерфейсных дуг - они также представляют полный набор внешних интерфейсов системы в целом.

Затем блок, который представляет систему в качестве единого модуля, детализируется на другой диаграмме с помощью нескольких блоков, соединенных интерфейсными дугами. Эти блоки представляют основные подфункции исходной функции. Данная декомпозиция выявляет полный набор подфункций, каждая из которых представлена как блок, границы которого определены интерфейсными дугами. Каждая из этих подфункций может быть декомпозирована подобным образом для более детального представления.

Во всех случаях каждая подфункция может содержать только те элементы, которые входят в исходную функцию. Кроме того, модель не может опустить какие-либо элементы, т.е., как уже отмечалось, родительский блок и его интерфейсы обеспечивают контекст. К нему нельзя ничего добавить, и из него не может быть ничего удалено.

Модель SADT представляет собой серию диаграмм с сопроводительной документацией, разбивающих сложный объект на составные части, которые представлены в виде блоков. Детали каждого из основных блоков показаны в виде блоков на других диаграммах. Каждая детальная диаграмма является декомпозицией блока из более общей диаграммы. На каждом шаге декомпозиции более общая диаграмма называется родительской для более детальной диаграммы.

Дуги, входящие в блок и выходящие из него на диаграмме верхнего уровня, являются точно теми же самыми, что и дуги, входящие в диаграмму нижнего уровня и выходящие из нее, потому что блок и диаграмма представляют одну и ту же часть системы.

Рис. 2.2. Структура SADT-модели. Декомпозиция диаграмм

На рисунках 2.3 - 2.5 представлены различные варианты выполнения функций и соединения дуг с блоками.

Рис. 2.3. Одновременное выполнение

Рис. 2.4. Соответствие должно быть полным и непротиворечивым

Некоторые дуги присоединены к блокам диаграммы обоими концами, у других же один конец остается неприсоединенным. Неприсоединенные дуги соответствуют входам, управлениям и выходам родительского блока. Источник или получатель этих пограничных дуг может быть обнаружен только на родительской диаграмме. Неприсоединенные концы должны соответствовать дугам на исходной диаграмме. Все граничные дуги должны продолжаться на родительской диаграмме, чтобы она была полной и непротиворечивой.

На SADT-диаграммах не указаны явно ни последовательность, ни время. Обратные связи, итерации, продолжающиеся процессы и перекрывающиеся (по времени) функции могут быть изображены с помощью дуг. Обратные связи могут выступать в виде комментариев, замечаний, исправлений и т.д. (рисунок 2.5).

Рис. 2.5. Пример обратной связи

Как было отмечено, механизмы (дуги с нижней стороны) показывают средства, с помощью которых осуществляется выполнение функций. Механизм может быть человеком, компьютером или любым другим устройством, которое помогает выполнять данную функцию (рисунок 2.6).

Рис. 2.6. Пример механизма

Каждый блок на диаграмме имеет свой номер. Блок любой диаграммы может быть далее описан диаграммой нижнего уровня, которая, в свою очередь, может быть далее детализирована с помощью необходимого числа диаграмм. Таким образом, формируется иерархия диаграмм.

Для того, чтобы указать положение любой диаграммы или блока в иерархии, используются номера диаграмм. Например, А21 является диаграммой, которая детализирует блок 1 на диаграмме А2. Аналогично, А2 детализирует блок 2 на диаграмме А0, которая является самой верхней диаграммой модели. На рисунке 2.7 показано типичное дерево диаграмм.

Рис. 2.7. Иерархия диаграмм

Типы связей между функциями

Одним из важных моментов при проектировании ИС с помощью методологии SADT является точная согласованность типов связей между функциями. Различают по крайней мере семь типов связывания:

Ниже каждый тип связи кратко определен и проиллюстрирован с помощью типичного примера из SADT.

(0) Тип случайной связности : наименее желательный.

Случайная связность возникает, когда конкретная связь между функциями мала или полностью отсутствует. Это относится к ситуации, когда имена данных на SADT-дугах в одной диаграмме имеют малую связь друг с другом. Крайний вариант этого случая показан на рисунке 2.8.

Рис. 2.8. Случайная связность

(1) Тип логической связности. Логическое связывание происходит тогда, когда данные и функции собираются вместе вследствие того, что они попадают в общий класс или набор элементов, но необходимых функциональных отношений между ними не обнаруживается.

(2) Тип временной связности. Связанные по времени элементы возникают вследствие того, что они представляют функции, связанные во времени, когда данные используются одновременно или функции включаются параллельно, а не последовательно.

(3) Тип процедурной связности. Процедурно-связанные элементы появляются сгруппированными вместе вследствие того, что они выполняются в течение одной и той же части цикла или процесса. Пример процедурно-связанной диаграммы приведен на рисунке 2.9.

Рис. 2.9. Процедурная связность

(4) Тип коммуникационной связности. Диаграммы демонстрируют коммуникационные связи, когда блоки группируются вследствие того, что они используют одни и те же входные данные и/или производят одни и те же выходные данные (рисунок 2.10).

(5) Тип последовательной связности. На диаграммах, имеющих последовательные связи, выход одной функции служит входными данными для следующей функции. Связь между элементами на диаграмме является более тесной, чем на рассмотренных выше уровнях связок, поскольку моделируются причинно-следственные зависимости (рисунок 2.11).

(6) Тип функциональной связности. Диаграмма отражает полную функциональную связность, при наличии полной зависимости одной функции от другой. Диаграмма, которая является чисто функциональной, не содержит чужеродных элементов, относящихся к последовательному или более слабому типу связности. Одним из способов определения функционально-связанных диаграмм является рассмотрение двух блоков, связанных через управляющие дуги, как показано на рисунке 2.12.

Рис. 2.10. Коммуникационная связность

Рис. 2.11. Последовательная связность

В математических терминах необходимое условие для простейшего типа функциональной связности, показанной на рисунке 2.12, имеет следующий вид:

C = g(B) = g(f(A))

Ниже в таблице представлены все типы связей, рассмотренные выше. Важно отметить, что уровни 4-6 устанавливают типы связностей, которые разработчики считают важнейшими для получения диаграмм хорошего качества.

Рис. 2.12. Функциональная связность

Значимость	Тип связности	Для функций	Для данных
0	Случайная	Случайная	Случайная
1	Логическая	Функции одного и того же множества или типа (например, "редактировать все входы")	Данные одного и того же множества или типа
2	Временная	Функции одного и того же периода времени (например, "операции инициализации")	Данные, используемые в каком-либо временном интервале
3	Процедурная	Функции, работающие в одной и той же фазе или итерации (например, "первый проход компилятора")	Данные, используемые во время одной и той же фазы или итерации
4	Коммуникационнная	Функции, использующие одни и те же данные	Данные, на которые воздействует одна и та же деятельность
5	Последовательная	Функции, выполняющие последовательные преобразования одних и тех же данных	Данные, преобразуемые последовательными функциями
6	Функциональная	Функции, объединяемые для выполнения одной функции	Данные, связанные с одной функцией

Литература

Вендров А.М. Один из подходов к выбору средств проектирования баз данных и приложений. "СУБД", 1995, №3.
Зиндер Е.З. Бизнес-реинжиниринг и технологии системного проектирования. Учебное пособие. М., Центр Информационных Технологий, 1996
Калянов Г.Н. CASE. Структурный системный анализ (автоматизация и применение). М., "Лори", 1996.
Марка Д.А., МакГоуэн К. Методология структурного анализа и проектирования. М., "МетаТехнология", 1993.
Международные стандарты, поддерживающие жизненный цикл программных средств. М., МП "Экономика", 1996
Создание информационной системы предприятия. "Computer Direct", 1996, N2
Шлеер С., Меллор С. Объектно-ориентированный анализ: моделирование мира в состояниях. Киев, "Диалектика", 1993.
Barker R. CASE*Method. Entity-Relationship Modelling. Copyright Oracle Corporation UK Limited, Addison-Wesley Publishing Co., 1990.

Barker R. CASE*Method. Function and Process Modelling. Copyright Oracle Corporation UK Limited, Addison-Wesley Publishing Co., 1990.
Boehm B.W. A Spiral Model of Software Development and Enhancement. ACM SIGSOFT Software Engineering Notes, Aug. 1986
Chris Gane, Trish Sarson. Structured System Analysis. Prentice-Hall, 1979.
Edward Yourdon. Modern Structured Analysis. Prentice-Hall, 1989.
Tom DeMarco. Structured Analysis and System Specification. Yourdon Press, New York, 1978.
Westmount I-CASE User Manual. Westmount Technology B.V., Netherlands, 1994.
Uniface V6.1 Designers" Guide. Uniface B.V., Netherlands, 1994.

Итак, сущность структурного подхода к разработке ПО ЭИС заключается в ее декомпозиции (разбиении) на автоматизируемые функции: система разбивается на функциональные подсистемы, которые, в свою очередь, делятся на подфункции, те - на задачи и так далее до конкретных процедур. При этом система сохраняет целостное представление, в котором все составляющие компоненты взаимоувязаны. При разработке системы «снизу-вверх», от отдельных задач ко всей системе, целостность теряется, возникают проблемы при описании информационного взаимодействия отдельных компонентов.

Все наиболее распространенные методы структурного подхода базируются на ряде общих принципов:

1. Принцип «разделяй и властвуй»;

2. Принцип иерархического упорядочения- принцип организации составных частей системы в иерархические древовидные структуры с добавлением новых деталей на каждом уровне.

Выделение двух базовых принципов не означает, что остальные принципы являются второстепенными, т.к. игнорирование любого из них может привести к непредсказуемым последствиям (в том числе и к провалу всего проекта»). Основными из этих принципов являются:

1. Принцип абстрагирования- выделение существенных аспектов системы и отвлечение от несущественных.

2. Принцип непротиворечивости,обоснованность и согласованность элементов системы.

3. Принцип структурирования данных- данные должны быть структурированы и иерархически организованы.

В структурном подходе в основном две группы средств, описывающих функциональную структуру системы и отношения между данными. Каждой группе средств соответствуют определенные виды моделей (диаграмм), наиболее распространенными среди них являются:

· DFD (Data Flow Diagrams) - диаграммы потоков данных;

· SADT (Structured Analysis and Design Technique - методология структурного анализа и проектирования) - модели и соответствующие функциональные диаграммы: нотации IDEF0 (функциональное моделирование систем), IDEF1х (концептуальное моделирование баз данных), IDEF3х (построение систем оценки качества работы объекта; графическое описание потока процессов, взаимодействия процессов и объектов, которые изменяются этими процессами);

· ERD (Entity - Relationship Diagrams) - диаграммы «сущность-связь».

Практически во всех методах структурного подхода (структурного анализа) на стадии формирования требований к ПО используются две группы средств моделирования:

1. Диаграммы, иллюстрирующие функции, которые система должна выполнять, и связи между этими функциями - DFD или SADT (IDEF0).

2. Диаграммы, моделирующие данные и их отношения (ERD).

Конкретный вид перечисленных диаграмм и интерпретация их конструкций зависят от стадии ЖЦ ПО.

На стадии формирования требований к ПО SADT-модели и DFD используются для построения модели “AS-IS” и модели “TO-BE”, отражая таким образом существующую и предлагаемую структуру бизнес-процессов организации и взаимодействие между ними (использование SADT-моделей, как правило, ограничивается только данной стадией, поскольку они изначально не предназначались для проектирования ПО). С помощью ERD выполняется описание используемых в организации данных на концептуальном уровне, не зависимо от средств реализации базы данных (СУБД).

На стадии проектирования DFD используются для описания структуры проектируемой системы.

Перечисленные модели в совокупности дают полное описание ПО ЭИС независимо от того, является ли система существующей или вновь разрабатываемой.

Какие птицы улетают на юг?

Жаворонок хохлатый (galerida cristata)

Муж на час – бизнес для хозяйственных мужчин

Бакалея это какие продукты