Метод проектирования систем с предсказуемым поведением

Для создания СПП предлагается следующий метод проекти-рования систем с предсказуемым поведением (метод ПУСПП).
Метод ПУСПП основывается на традиционном подходе вы-деления ТФЭ с добавлением подходов, определяемых примене-нием технологии открытых систем (ТОС) [50] и методов функ-циональной стандартизации [37-39].
Основной областью применения метода ПУСПП является анализ и проектирование систем с предсказуемым поведением в условиях неадекватного поведения составляющих их элементов.

Исходными данными для метода ПУСПП являются:

- наборы ФЭ,

- исходные описания ФЭ,

- перечни требований, предъявляемых к функционированию ФЭ.

Результатами применения метода будут:

- наборы ФЭ, для которых проведена операция анализа на предсказуемость поведения,

- перечни последствий неадекватного поведения ФЭ,

- дополненные описания ФЭ.

Основные ограничения, накладываемые на применение ме-тода ПУСПП, будут следующие:

- число простейших элементов, составляющих ФЭ, не долж-но быть очень большим,

- для всех простейших элементов, составляющих ФЭ, долж-на быть заранее выполнена операция анализа на предсказуемость поведения,
- до проведения анализа должны быть определены конечные перечни внешних и внутренних воздействий, учитываемых при анализе.
Для применения метода ПУСПП необходимо иметь:

- общие методы анализа УСС на предсказуемость поведе-ния,

- общие методы тестирования УСС на соответствие,

- Государственный Реестр ТФЭ,

- нормативное обеспечение, необходимое для описания процедур включения ФЭ в состав Государственного Реестра ТФЭ, проведения анализа на предсказуемость поведения и тести-рования на соответствие заявленным характеристикам, а также правила описания свойств самих ТФЭ, включенных в Государст-венный Реестр (рис.4.1.).

Ведение подобных реестров предусмотрено действующими стандартами, в частности [18], поэтому для учета ТФЭ нет необ-ходимости создавать новую методику ведения реестра, а можно воспользоваться существующей, изменив только тематический признак классификации – учет предсказуемости.
Реестр должен содержать типовые элементы, такие, что для них уже выполнена процедура анализа на предсказуемость и оп-ределен перечень последствий отказа системы. Результаты ана-лиза должны быть представлены в виде перечней последствий, которыми будут заполняться соответствующие позиции в матри-цах анализа.

Метод ПУСПП включает в себя:

- подходы по выделению ТФЭ,

- алгоритм, позволяющий выполнить анализ и синтез уст-ройств и систем с предсказуемым поведением,

- алгоритм формирования перечня ТФЭ (Госреестра ТФЭ)[37-39].

Метод ПУССПП представляет собой последовательность действий разработчика при проектировании СПП и применяется в следующих случаях:
- на этапе, когда внутренняя структура системы известна и необходимо обеспечить придание ему дополнительного свойства – предсказуемости поведения;
- на этапе разработки, когда внутренняя структура системы только разрабатывается.
В первом случае (рис.4.2.), применение методов и алгорит-мов, представленных в главах 2-3, осуществляется непосредст-венно, исходя из результатов проектирования системы.
Для этого выполняется следующая последовательность дей-ствий. Вначале выполняется декомпозиция и формируется опи-сание устройства (системы) в виде набора элементов с описания-ми и графа связей между ними. Поочередно выбирается один из элементов устройства (системы) и уточняется, не является ли он типовым и не содержится ли в Государственном Реестре ТФЭ.

В случае, если он содержится в Госреестре, то его описание и перечни последствий выбираются из его описания в Госреестре и подставляются вместо результатов анализа. В случае, если эле-мент не содержится в Госреестре, для него выполняется анализ на предсказуемость поведения с использованием одного из методов, приведенных в главе 3. После того, как все элементы прошли эту процедуру, выполняется анализ на предсказуемость поведения для всей системы.

При этом выявляются:

- перечни последствий для системы в целом,

- те элементы, которые являются наиболее опасными с точ-ки зрения последствий неадекватного поведения,

- прогнозируется возможность появления новых выходных эффектов.

Все эти результаты являются основой для внесения измене-ний в структуру и реализацию системы.

Во втором случае, когда внутренняя структура системы только разрабатывается, выполняется следующая последователь-ность действий. Вначале формируется описание системы в виде набора функций и алгоритмов действий, соответствующих вы-полнению основных целевых функций. Архитектура системы представляется в виде набора элементов (рис.4.3.), но не любых, а только на те, которые входят в Госреестр. При этом, возможно воспользоваться методом декомпозиции, представленном в При-ложении 2, причем, если в качестве одного из требований биз-нес-системы задать предсказуемость поведения, то возможно создание СПП в едином процессе проектирования с учетом под-ходов, определяемых ниже. Описание элемента и перечни по-следствий выбираются из его описания в Госреестре и подстав-ляются вместо результатов анализа. Выполняется анализ на пред-сказуемость поведения для всей системы. При этом выявляются перечни последствий для системы в целом, перечень элементов, которые являются наиболее опасными с точки зрения последст-вий неадекватного поведения, а также прогнозируется возмож-ность появления новых выходных эффектов.

Все эти результаты являются основой для внесения измене-ний в структуру и реализацию системы.

Если систему невозможно представить только в виде ТФЭ, входящих в Госреестр, то оставшуюся часть представляют в виде набора элементов, для которых выполняют анализ на предска-зуемость поведения (рис.4.4.).
Важным является тот момент, что если в рамках той части системы, которая не была реализована через ТФЭ, возможно вы-деление некоторых функционально завершенных элементов, то проведение анализа на предсказуемость для таких элементов, по-зволяет расширить реестр, и, тем самым, упростить процедуру последующего анализа и увеличить разнообразие ТФЭ.
Для формирования реестра необходимо, как уже было ска-зано, наличие нормативного обеспечения (рис.4.1.).

Оно включает в себя нормативные акты, определяющие:

- описание процедур включения ФЭ в состав Государствен-ного Реестра ТФЭ,

- методики анализа на предсказуемость поведения,

- методики тестирования на соответствие заявленным харак-теристикам,

- правила описания свойств самих ТФЭ, включенных в Го-сударственный Реестр.

Для описания свойств самих ТФЭ, включенных в Государ-ственный Реестр, можно воспользоваться подходами функцио-нальной стандартизации [37-39] и технологии открытых систем [50] которые предлагают в качестве сводного описания требова-ний и свойств объекта наличие функционального стандарта (профиля) объекта.

Подобный функциональный стандарт (про-филь) представляет собой набор взаимосогласованных и взаимо-увязанных стандартов и спецификаций, определяющих правила реализации отдельных служб и направленных на достижение конкретной цели функционирования.
Дополнение традиционного набора требованиями по обес-печению безопасности функционирования обеспечит такую реа-лизацию ТФЭ, при которой будут выявлены перечни последствий его неадекватного поведения, позволит увязать в единый процесс и проектирование УСС из набора ТФЭ, и обеспечение их безо-пасности функционирования.
Методология разработки функциональных стандартов (про-филей) будет представлена в п.4.5.

В качестве описания процедуры включения ФЭ в состав Го-сударственного Реестра ТФЭ рассмотрим следующий алгоритм формирования перечня ТФЭ [37-39](рис.4.5):

- выделяется набор функционально завершенных элементов,

- для каждого из них на основании типового нормативного обеспечения, включающего действующие международные и на-циональные стандарты и спецификации, другие нормативные до-кументы, формируется сводное описание требований и свойств элемента в виде функционального стандарта (профиля),

- выполняются процедуры анализа на предсказуемость по-ведения и тестирования на соответствие требованиям профиля заявленной реализации,

- формируется сводное описание требований и свойств ТФЭ,

- осуществляется включение ТФЭ в Госреестр.

Следовательно, на каждый типовой элемент, входящий в ре-естр, будет разработан функциональный стандарт - Профиль ти-пового элемента, определяющий его характеристики, в том числе, с точки зрения предсказуемости поведения.

Примером разработки профиля ТФЭ могут служить функ-циональные стандарты – Профили открытых систем организаций-пользователей.