д.т.н., проф. Волкова Г.Д., Ефромеев Н.М.

Московский государственный технологический университет «СТАНКИН»

Методика композиции структурных представлений предметных задач

Методология автоматизации интеллектуального труда (МАИТ), разработанная в МГТУ «СТАНКИН» [1, 2] является теоретическим базисом, обеспечивающим промышленный способ создания, внедрения и развития автоматизированных систем различного назначения на предприятии.

Процесс автоматизации предметных задач на основе предлагаемой методологии приведен на рис. 1.

Рис.1. Процесс создания прикладной автоматизированной системы (ПАС).

Важную роль в МАИТ играет этап предпроектного обследования, на котором выполняется анализ традиционного процесса решения проектной задачи. Теоретическим основанием выполнения этого этапа является начальное модельное представление предметной задачи (НМП ПЗ).

НМП n-ой ПЗ включает одну модель объектного уровня и совокупность моделей конкретного уровня, а также связи между ними. Модель любого уровня включает совокупность параметров, систему предметных действий и связи между ними.

Система предметных действий или декомпозиция строится с использованием базовых алгоритмических конструкций: последовательности, итерации и альтернативы [1, 3]. Они рассматриваются на двух уровнях разложения p и p+1. На основе базовых конструкций формируются типовые: цикл и переключатель.

НМП ПЗ позволяет в системном виде зафиксировать процесс решения задачи с точки зрения предметного специалиста. Эта точка зрения субъективна и не всегда оптимальна. Для оптимизации НМП ПЗ была предложена идея структурного представления алгоритмических конструкций. В основе структурного представления лежит математический аппарат блочных матриц. Каждому сложному предметному действию можно поставить в соответствие блочную матрицу (ф. 1), имеющей 4 блока: блок входных характеристик - , блок содержательных характеристик - , блок выходных характеристик - , блок типа конструкции - .

(1)

Для композиции (суперпозиции) структурных представлений необходимо в исходное структурное представление (ф. 1) вложить структурное представление встраиваемого действия (ф. 2).

(2)

Встраиваемое действие разбивает блоки исходного представления на подблоки (ф. 3). - метка встраиваемого действия. Так, входной и выходной блоки разбиваются на 3 подблока, а содержательный – на 9 подблоков.

(3)

Аналогичным образом мы можем рассматривать результирующее структурное представление. Для его получения были сформулированы формальные правила описания подблоков результирующего структурного представления на основе подблоков исходного и встраиваемого структурных представлений [3]. Схематически эти правила показаны на рис. 2.

Рис.2. Схематичное изображение получения элементов результирующей матрицы.

Итеративный процесс раскрытия структурного представления позволяет получить его для задачи в целом, при этом размерность матрицы результирующего представления на каждом шаге раскрытия будет складываться из размерностей базовой и встраиваемой матриц.

Список литературы

1. Волкова Г.Д. Методология автоматизации интеллектуального труда. Часть 2. /Межотраслевая информационная служба: Науч.-метод.журнал - М.: ФГУП «ВИМИ» 2009, вып.3(148), с.10-23.

2. Волкова Г.Д. Методология автоматизации проектно-конструкторской деятельности в машиностроении. Учебное пособие М.: Издательский центр МГТУ "Станкин". - 2000г., 81с.

3. Волкова Г.Д., Ефромеев Н.М. Моделирование предметных задач на ранних этапах автоматизации// Тезисы докладов Международной научной конференции, посвященной памяти профессора А. М. Богомолова «Компьютерные науки и технологии». – Саратов: СГУ им. Н. Г. Чернышевского, 2012.