સિસ્ટમ સ્તર ડિઝાઇન. ભાગ 1. વિચારથી સિસ્ટમ સુધી

કેમ છો બધા. હું વારંવાર મારા કાર્યમાં સિસ્ટમ એન્જિનિયરિંગ સિદ્ધાંતોને લાગુ કરું છું અને સમુદાય સાથે આ અભિગમ શેર કરવા માંગુ છું.

સિસ્ટમ એન્જિનિયરિંગ - ધોરણો વિના, પરંતુ સરળ રીતે કહીએ તો, તે ચોક્કસ ઉપકરણ નમૂનાઓના સંદર્ભ વિના, એકદમ અમૂર્ત ઘટકો તરીકે સિસ્ટમ વિકસાવવાની પ્રક્રિયા છે. આ પ્રક્રિયા દરમિયાન, સિસ્ટમ ઘટકોના ગુણધર્મો અને તેમની વચ્ચેના જોડાણો સ્થાપિત થાય છે. વધુમાં, સિસ્ટમને સુસંગત અને શ્રેષ્ઠ બનાવવી અને સિસ્ટમ આવશ્યકતાઓને પૂર્ણ કરે તે જરૂરી છે. આ ટ્યુટોરીયલમાં હું એકદમ સરળ એક્સેસ કંટ્રોલ સિસ્ટમ (ACS) ડિઝાઇન કરવાના ઉદાહરણનો ઉપયોગ કરીને સિસ્ટમ એન્જિનિયરિંગ તકનીકો બતાવીશ.

પ્રારંભિક આર્કિટેક્ચરની રચના

જ્યારે કોઈ સિસ્ટમ, ભલે ગમે તે હોય, માત્ર વિકસિત થવાનું શરૂ થાય છે, ત્યારે તીરો સાથેના લંબચોરસ આપણા માથામાં અથવા કાગળ પર દેખાય છે. આવા લંબચોરસ છે ઘટકો સિસ્ટમો અને તીર છે જોડાણો ઘટકો વચ્ચે. અને ઘણી વાર આપણી પાસે બેસીને વિચારવાનો સમય નથી હોતો કે આપણે વ્યાખ્યાયિત કરેલા તમામ ઘટકો એકબીજા સાથે કેવી રીતે કાર્ય કરશે, અને અંતે આપણે બિનજરૂરી ડિઝાઇન સાથે આવતા, ક્રૉચનો સમૂહ બનાવવાનું શરૂ કરીએ છીએ.

તે યાદ રાખવું અગત્યનું છે કે સિસ્ટમ અને તેના આર્કિટેક્ચરના દૃષ્ટિકોણથી, એક ઘટક એ એક અમૂર્ત વસ્તુ છે. ઉદાહરણ તરીકે, જો અમારી સિસ્ટમમાં માઇક્રોકન્ટ્રોલર છે, તો આર્કિટેક્ચરલ સ્તરે તે ફક્ત અમારા માટે મહત્વપૂર્ણ છે કે તે માઇક્રોકન્ટ્રોલર છે, અને તે નથી કે તે STM32, Arduino અથવા Milander છે. તદુપરાંત, ઘણી વખત તે અમને બિલકુલ સ્પષ્ટ નથી હોતું કે સિસ્ટમમાં બરાબર શું હશે, અને અમે સાધનો, સૉફ્ટવેર વગેરે માટેની જરૂરિયાતો વિકસાવવા માટે સિસ્ટમ એન્જિનિયરિંગ તરફ વળીએ છીએ.

ACS સાથેના અમારા ઉદાહરણ માટે, અમે તેનો હેતુ ઘડવાનો પ્રયત્ન કરીશું. આ અમને તેના ઘટકોને ઓળખવામાં મદદ કરશે. તેથી, એક્સેસ કંટ્રોલ સિસ્ટમનું કાર્ય એ છે કે લોકોના મર્યાદિત વર્તુળને રૂમમાં પ્રવેશ કરવો. એટલે કે, તે સ્માર્ટ લોક છે. પરિણામે, અમારી પાસે પ્રથમ ઘટક છે - અમુક પ્રકારનું ઉપકરણ જે દરવાજાને લૉક કરે છે અને અનલૉક કરે છે! ચાલો તેને બોલાવીએ ડોરલોક

આપણે કેવી રીતે જાણી શકીએ કે વ્યક્તિ અંદર જઈ શકે છે? આપણે ચોકીદાર મૂકીને પાસપોર્ટ ચેક કરવા નથી માંગતા, શું? ચાલો લોકોને RFID ટૅગ્સ સાથે વિશેષ કાર્ડ આપીએ, જેના પર અમે અનન્ય ID અથવા અન્ય ડેટા રેકોર્ડ કરીશું જે અમને વ્યક્તિને ચોક્કસ રીતે ઓળખવા દે છે. પછી, અમને કેટલાક ઉપકરણની જરૂર પડશે જે આ ટૅગ્સ વાંચી શકે. સરસ, અમારી પાસે એક વધુ ઘટક છે, RFIDRreader

ચાલો ફરીથી જોઈએ કે આપણને શું મળ્યું. RFIDRreader કેટલાક ડેટા વાંચે છે, એક્સેસ કંટ્રોલ સિસ્ટમ તેની સાથે કંઈક કરે છે, અને તેના આધારે કંઈક નિયંત્રિત થાય છે ડોરલોક. ચાલો નીચેનો પ્રશ્ન પૂછીએ - ઍક્સેસ અધિકારો ધરાવતા લોકોની સૂચિ ક્યાં સંગ્રહિત કરવી? ડેટાબેઝમાં શ્રેષ્ઠ. તેથી, અમારી સિસ્ટમ ડેટાબેઝમાંથી વિનંતીઓ મોકલવા અને પ્રતિક્રિયાઓ પર પ્રક્રિયા કરવા સક્ષમ હોવી જોઈએ. તેથી અમારી પાસે એક વધુ ઘટક છે - ડીબી હેન્ડલર. તેથી, અમને એક અત્યંત અમૂર્ત, પરંતુ શરૂ કરવા માટે પૂરતું, સિસ્ટમનું વર્ણન મળ્યું છે. અમે સમજીએ છીએ કે તે શું કરવાનું છે અને તે કેવી રીતે કાર્ય કરે છે.

કાગળના ટુકડાને બદલે, હું સિસ્ટમ કંપોઝરનો ઉપયોગ કરીશ, જે સિમુલિંક વાતાવરણમાં સિસ્ટમ આર્કિટેક્ચરનું મોડેલિંગ કરવા માટેનું એક વિશેષ સાધન છે અને 3 ઘટકો બનાવીશ. ઉપર મેં આ ઘટકો વચ્ચેના જોડાણોનું વર્ણન કર્યું છે, તેથી ચાલો તરત જ તેમને કનેક્ટ કરીએ:

આર્કિટેક્ચરનું વિસ્તરણ

ચાલો આપણી આકૃતિ જોઈએ. એવું લાગે છે કે બધું સારું છે, પરંતુ વાસ્તવમાં તે નથી. આ સિસ્ટમને વપરાશકર્તાના દૃષ્ટિકોણથી જુઓ - વપરાશકર્તા કાર્ડને રીડર માટે લાવે છે અને...? વપરાશકર્તાને કેવી રીતે ખબર પડે છે કે તેમને ઍક્સેસની મંજૂરી છે કે નકારવામાં આવી છે? આ વિશે તેને કોઈક રીતે સૂચિત કરવું જરૂરી છે! તેથી, ચાલો એક વધુ ઘટક ઉમેરીએ - વપરાશકર્તા સૂચના, વપરાશકર્તા સૂચના:

હવે ચાલો એબ્સ્ટ્રેક્શનના નીચલા સ્તર પર જઈએ. ચાલો કેટલાક ઘટકોને થોડી વધુ વિગતમાં વર્ણવવાનો પ્રયાસ કરીએ. ચાલો ઘટક સાથે પ્રારંભ કરીએ RFIDRreader. અમારી સિસ્ટમમાં, આ ઘટક RFID ટેગ વાંચવા માટે જવાબદાર છે. તેના આઉટપુટમાં અમુક ડેટા (UID, વપરાશકર્તા ડેટા...) હોવો જોઈએ. પરંતુ રાહ જુઓ, RFID, NFC ની જેમ, મુખ્યત્વે હાર્ડવેર છે, સોફ્ટવેર નથી! તેથી, અમે ધારી શકીએ છીએ કે અમારી પાસે અલગથી RFID ચિપ છે, જે "કાચા" ડેટાને અમુક પ્રકારના પ્રીપ્રોસેસરમાં ટ્રાન્સમિટ કરે છે. તેથી, અમારી પાસે હાર્ડવેરનો એક અમૂર્ત ભાગ છે જે RFID ટૅગ્સ વાંચી શકે છે અને અમૂર્ત સૉફ્ટવેર છે જે ડેટાને અમને જોઈતા ફોર્મેટમાં કન્વર્ટ કરી શકે છે. ચાલો તેમને બોલાવીએ આરએફઆઈડીસેન્સર и આરએફઆઈડીપાર્સર અનુક્રમે આને સિસ્ટમ કંપોઝરમાં કેવી રીતે દર્શાવવું? તમે એક ઘટક દૂર કરી શકો છો RFIDRreader અને તેના બદલે બે ઘટકો મૂકો, પરંતુ આ ન કરવું વધુ સારું છે, અન્યથા આપણે આર્કિટેક્ચરની વાંચનક્ષમતા ગુમાવીશું. તેના બદલે, ચાલો RFIDRreader ની અંદર જઈએ અને 2 નવા ઘટકો ઉમેરીએ:

સરસ, હવે ચાલો વપરાશકર્તાને સૂચિત કરવા તરફ આગળ વધીએ. સિસ્ટમ વપરાશકર્તાને કેવી રીતે સૂચિત કરશે કે તેને પરિસરમાં પ્રવેશ નકારવામાં આવ્યો છે અથવા તેને મંજૂરી આપવામાં આવી છે? એક વ્યક્તિ અવાજો અને કંઈક ઝબકતું શ્રેષ્ઠ અનુભવે છે. તેથી, તમે ચોક્કસ ધ્વનિ સંકેત જારી કરી શકો છો જેથી વપરાશકર્તા ધ્યાન આપે અને LED ને ઝબકાવી શકે. ચાલો તેમાં યોગ્ય ઘટકો ઉમેરીએ વપરાશકર્તા સૂચના:

અમે અમારી સિસ્ટમનું આર્કિટેક્ચર બનાવ્યું છે, પરંતુ તેમાં કંઈક ખોટું છે. શું? ચાલો કનેક્શન નામો જોઈએ. ઇનબસ и આઉટબસ - તદ્દન સામાન્ય નામો નથી જે વિકાસકર્તાને મદદ કરે. તેમનું નામ બદલવાની જરૂર છે:

તેથી, અમે જોયું કે સિસ્ટમો એન્જિનિયરિંગ પદ્ધતિઓ આશરે અંદાજમાં કેવી રીતે લાગુ કરવામાં આવે છે. પ્રશ્ન ઊભો થાય છે: શા માટે તેનો ઉપયોગ કરવો? સિસ્ટમ આદિમ છે, અને એવું લાગે છે કે કરવામાં આવેલ કાર્ય બિનજરૂરી છે. તમે તરત જ કોડ લખી શકો છો, ડેટાબેઝ ડિઝાઇન કરી શકો છો, પ્રશ્નો લખી શકો છો અથવા સોલ્ડર કરી શકો છો. સમસ્યા એ છે કે જો તમે સિસ્ટમ દ્વારા વિચારતા નથી અને સમજતા નથી કે તેના ઘટકો એકબીજા સાથે કેવી રીતે જોડાયેલા છે, તો સિસ્ટમ ઘટકોનું એકીકરણ લાંબો સમય લેશે અને ખૂબ પીડાદાયક હશે.

આ ભાગમાંથી મુખ્ય ટેકઅવે છે:

સિસ્ટમ ડેવલપમેન્ટમાં સિસ્ટમ એન્જિનિયરિંગ પદ્ધતિઓ અને આર્કિટેક્ચર મોડેલિંગનો ઉપયોગ વ્યક્તિને ઘટકોને એકીકૃત કરવાના ખર્ચને ઘટાડવા અને વિકસિત સિસ્ટમની ગુણવત્તા સુધારવા માટે પરવાનગી આપે છે.

સોર્સ: www.habr.com