सिस्टम स्तर पर डिज़ाइन. भाग 1. विचार से व्यवस्था तक

नमस्ते। मैं अक्सर अपने काम में सिस्टम इंजीनियरिंग सिद्धांतों को लागू करता हूं और इस दृष्टिकोण को समुदाय के साथ साझा करना चाहता हूं।

सिस्टम इंजीनियरिंग - मानकों के बिना, लेकिन सीधे शब्दों में कहें तो, यह विशिष्ट डिवाइस नमूनों के संदर्भ के बिना, काफी अमूर्त घटकों के रूप में एक सिस्टम को विकसित करने की प्रक्रिया है। इस प्रक्रिया के दौरान, सिस्टम घटकों के गुण और उनके बीच संबंध स्थापित होते हैं। इसके अतिरिक्त, सिस्टम को सुसंगत और इष्टतम बनाना आवश्यक है और सिस्टम आवश्यकताओं को पूरा करता है। इस ट्यूटोरियल में मैं एक काफी सरल एक्सेस कंट्रोल सिस्टम (एसीएस) को डिजाइन करने के उदाहरण का उपयोग करके सिस्टम इंजीनियरिंग तकनीक दिखाऊंगा।

प्रारंभिक वास्तुकला का निर्माण

जब कोई प्रणाली, चाहे कुछ भी हो, विकसित होना शुरू होती है, तीरों वाले आयत हमारे सिर में या कागज पर दिखाई देते हैं। ऐसे आयत हैं घटकों सिस्टम. और तीर हैं संबंध घटकों के बीच. और बहुत बार हमारे पास बैठकर यह सोचने का समय नहीं होता है कि हमारे द्वारा परिभाषित सभी घटक एक-दूसरे के साथ कैसे काम करेंगे, और अंत में हम बैसाखियों का एक समूह बनाना शुरू कर देते हैं, जो अनावश्यक डिजाइनों के साथ आते हैं।

यह याद रखना महत्वपूर्ण है कि सिस्टम और इसकी वास्तुकला के दृष्टिकोण से, एक घटक एक अमूर्त चीज़ है। उदाहरण के लिए, यदि हमारे सिस्टम में एक माइक्रोकंट्रोलर है, तो वास्तुशिल्प स्तर पर हमारे लिए केवल यह महत्वपूर्ण है कि यह एक माइक्रोकंट्रोलर है, न कि यह कि यह STM32, Arduino या Millerd है। इसके अलावा, अक्सर यह हमारे लिए बिल्कुल भी स्पष्ट नहीं होता है कि सिस्टम में वास्तव में क्या होगा, और हम उपकरण, सॉफ्टवेयर आदि के लिए आवश्यकताओं को विकसित करने के लिए सिस्टम इंजीनियरिंग की ओर रुख करते हैं।

एसीएस के साथ हमारे उदाहरण के लिए, हम इसका उद्देश्य तैयार करने का प्रयास करेंगे। इससे हमें इसके घटकों की पहचान करने में मदद मिलेगी. इसलिए, एक्सेस कंट्रोल सिस्टम का कार्य कमरे में सीमित लोगों को प्रवेश की अनुमति देना है। यानि कि यह एक स्मार्ट लॉक है। नतीजतन, हमारे पास पहला घटक है - किसी प्रकार का उपकरण जो दरवाजे को लॉक और अनलॉक करता है! चलो उसे बुलाते हैं दरवाज़े का ताला

हमें कैसे पता चलेगा कि कोई व्यक्ति अंदर आ सकता है? हम चौकीदार नहीं रखना चाहते और पासपोर्ट की जाँच नहीं करना चाहते, है ना? आइए लोगों को आरएफआईडी टैग वाले विशेष कार्ड दें, जिस पर हम विशिष्ट आईडी या अन्य डेटा रिकॉर्ड करेंगे जो हमें किसी व्यक्ति की सटीक पहचान करने की अनुमति देता है। फिर, हमें किसी ऐसे उपकरण की आवश्यकता होगी जो इन टैग्स को पढ़ सके। बढ़िया, हमारे पास एक और घटक है, आरएफआईडीरीडर

आइए फिर से देखें कि हमें क्या मिला। आरएफआईडीरीडर कुछ डेटा पढ़ता है, एक्सेस कंट्रोल सिस्टम उसके साथ कुछ करता है और इसके आधार पर कुछ नियंत्रित किया जाता है दरवाज़े का ताला. आइए निम्नलिखित प्रश्न पूछें - पहुंच अधिकार वाले लोगों की सूची कहां संग्रहीत करें? डेटाबेस में सर्वश्रेष्ठ. इसलिए, हमारा सिस्टम डेटाबेस से अनुरोध भेजने और प्रतिक्रियाओं को संसाधित करने में सक्षम होना चाहिए। तो हमारे पास एक और घटक है - डीबीहैंडलर. तो, हमें सिस्टम का एक अत्यंत सारगर्भित, लेकिन आरंभ करने के लिए पर्याप्त विवरण प्राप्त हुआ है। हम समझते हैं कि इसे क्या करना चाहिए और यह कैसे काम करता है।

कागज के एक टुकड़े के बजाय, मैं सिस्टम कंपोज़र का उपयोग करूंगा, जो सिमुलिंक वातावरण में सिस्टम आर्किटेक्चर के मॉडलिंग के लिए एक विशेष उपकरण है, और 3 घटक बनाएगा। ऊपर मैंने इन घटकों के बीच कनेक्शन का वर्णन किया है, तो आइए उन्हें तुरंत कनेक्ट करें:

वास्तुकला का विस्तार

आइए हमारे आरेख को देखें। ऐसा लगता है कि सब कुछ ठीक है, लेकिन हकीकत में ऐसा नहीं है. इस प्रणाली को उपयोगकर्ता के दृष्टिकोण से देखें - उपयोगकर्ता पाठक के पास कार्ड लाता है और...? किसी उपयोगकर्ता को कैसे पता चलेगा कि उन्हें पहुंच की अनुमति है या नहीं? किसी तरह उसे इस बारे में सूचित करना आवश्यक है! इसलिए, आइए एक और घटक जोड़ें - उपयोगकर्ता अधिसूचना, उपयोगकर्ता सूचित करें:

अब चलिए अमूर्तन के निचले स्तर पर चलते हैं। आइए कुछ घटकों का थोड़ा और विस्तार से वर्णन करने का प्रयास करें। आइए घटक से शुरू करें आरएफआईडीरीडर. हमारे सिस्टम में, यह घटक आरएफआईडी टैग को पढ़ने के लिए जिम्मेदार है। इसके आउटपुट में कुछ डेटा (यूआईडी, उपयोगकर्ता डेटा...) होना चाहिए। लेकिन रुकिए, एनएफसी की तरह आरएफआईडी भी मुख्य रूप से हार्डवेयर है, सॉफ्टवेयर नहीं! इसलिए, हम मान सकते हैं कि हमारे पास अलग से आरएफआईडी चिप है, जो "कच्चे" डेटा को किसी प्रकार के प्रीप्रोसेसर तक पहुंचाती है। तो, हमारे पास हार्डवेयर का एक अमूर्त टुकड़ा है जो आरएफआईडी टैग पढ़ सकता है, और अमूर्त सॉफ़्टवेयर जो डेटा को हमारे आवश्यक प्रारूप में परिवर्तित कर सकता है। चलिए उन्हें बुलाते हैं आरएफआईडीसेंसर и आरएफआईडीपार्सर क्रमश। इसे सिस्टम कंपोज़र में कैसे प्रदर्शित करें? आप एक घटक को हटा सकते हैं आरएफआईडीरीडर और इसके स्थान पर दो घटक रखें, लेकिन ऐसा न करना बेहतर है, अन्यथा हम वास्तुकला की पठनीयता खो देंगे। इसके बजाय, आइए RFIDReader के अंदर जाएं और 2 नए घटक जोड़ें:

बढ़िया, अब उपयोगकर्ता को सूचित करने की ओर बढ़ते हैं। सिस्टम उपयोगकर्ता को कैसे सूचित करेगा कि उसे परिसर में प्रवेश से वंचित या अनुमति दी गई है? एक व्यक्ति आवाज़ों और किसी चीज़ के चमकने को सबसे अच्छा समझता है। इसलिए, आप एक निश्चित ध्वनि संकेत जारी कर सकते हैं ताकि उपयोगकर्ता ध्यान दे और एलईडी झपकाए। आइए इसमें उपयुक्त घटक जोड़ें उपयोगकर्ता सूचित करें:

हमने अपने सिस्टम का आर्किटेक्चर बना लिया है, लेकिन इसमें कुछ गड़बड़ है। क्या? आइए कनेक्शन नामों पर नजर डालें। बस में и आउटबस - बिल्कुल सामान्य नाम नहीं जो डेवलपर की मदद करेंगे। इनका नाम बदलने की जरूरत है:

इसलिए, हमने देखा कि सिस्टम इंजीनियरिंग विधियों को सबसे मोटे सन्निकटन में कैसे लागू किया जाता है। सवाल उठता है: आख़िर उनका उपयोग क्यों करें? प्रणाली आदिम है, और ऐसा लगता है कि किया गया कार्य अनावश्यक है। आप तुरंत कोड लिख सकते हैं, डेटाबेस डिज़ाइन कर सकते हैं, क्वेरीज़ लिख सकते हैं या सोल्डर कर सकते हैं। समस्या यह है कि यदि आप सिस्टम के बारे में नहीं सोचते हैं और यह नहीं समझते हैं कि इसके घटक एक-दूसरे से कैसे जुड़े हैं, तो सिस्टम घटकों के एकीकरण में लंबा समय लगेगा और यह काफी दर्दनाक होगा।

इस भाग से मुख्य निष्कर्ष यह है:

सिस्टम विकास में सिस्टम इंजीनियरिंग विधियों और आर्किटेक्चर मॉडलिंग का उपयोग घटकों को एकीकृत करने की लागत को कम करने और विकसित सिस्टम की गुणवत्ता में सुधार करने की अनुमति देता है।

स्रोत: www.habr.com