დიზაინი სისტემის დონეზე. ნაწილი 1. იდეიდან სისტემამდე

Სალამი ყველას. მე ხშირად ვიყენებ სისტემების ინჟინერიის პრინციპებს ჩემს საქმიანობაში და მსურს ეს მიდგომა გავუზიარო საზოგადოებას.

სისტემების ინჟინერია - სტანდარტების გარეშე, მაგრამ მარტივად რომ ვთქვათ, ეს არის სისტემის შემუშავების პროცესი, როგორც საკმაოდ აბსტრაქტული კომპონენტები, კონკრეტული მოწყობილობის ნიმუშების მითითების გარეშე. ამ პროცესის დროს მყარდება სისტემის კომპონენტების თვისებები და მათ შორის კავშირები. გარდა ამისა, აუცილებელია სისტემა იყოს თანმიმდევრული და ოპტიმალური და სისტემა აკმაყოფილებს მოთხოვნებს. ამ გაკვეთილში მე გაჩვენებთ სისტემების საინჟინრო ტექნიკას საკმაოდ მარტივი დაშვების კონტროლის სისტემის (ACS) დიზაინის მაგალითის გამოყენებით.

საწყისი არქიტექტურის ფორმირება

როდესაც სისტემა, არ აქვს მნიშვნელობა რა, ახლახან იწყებს განვითარებას, ისრებით მართკუთხედები ჩნდება ჩვენს თავში ან ქაღალდზე. ასეთი მართკუთხედებია კომპონენტები სისტემები. და ისრები არიან კავშირები კომპონენტებს შორის. და ძალიან ხშირად ჩვენ არ გვაქვს დრო, ვიჯდეთ და ვიფიქროთ იმაზე, თუ როგორ იმუშავებს ერთმანეთთან ყველა ის კომპონენტი, რომელიც ჩვენ განვსაზღვრეთ, და ბოლოს ვიწყებთ ყავარჯნების შექმნას, ზედმეტი დიზაინის გამომუშავებას.

მნიშვნელოვანია გვახსოვდეს, რომ სისტემის და მისი არქიტექტურის თვალსაზრისით, კომპონენტი საკმაოდ აბსტრაქტული რამ არის. მაგალითად, თუ ჩვენს სისტემას აქვს მიკროკონტროლერი, მაშინ არქიტექტურულ დონეზე ჩვენთვის მნიშვნელოვანია მხოლოდ ის, რომ ეს არის მიკროკონტროლერი და არა ის, რომ ეს არის STM32, Arduino ან Milander. უფრო მეტიც, ხშირად ჩვენთვის სრულიად გაუგებარია რა იქნება სისტემაში და ჩვენ მივმართავთ სისტემურ ინჟინერიას, რათა შევიმუშავოთ მოთხოვნები აღჭურვილობის, პროგრამული უზრუნველყოფის და ა.შ.

ჩვენი მაგალითისთვის ACS-თან დაკავშირებით, ჩვენ შევეცდებით ჩამოვაყალიბოთ მისი მიზანი. ეს დაგვეხმარება მისი კომპონენტების ამოცნობაში. ასე რომ, წვდომის კონტროლის სისტემის ამოცანაა შემოუშვას ადამიანთა შეზღუდული წრე ოთახში. ანუ ჭკვიანი საკეტია. შესაბამისად, ჩვენ გვაქვს პირველი კომპონენტი - რაღაც მოწყობილობა, რომელიც კეტავს და ხსნის კარს! მოდით დავურეკოთ მას Კარის საკეტი

როგორ გავიგოთ, რომ ადამიანს შეუძლია შიგნით შეღწევა? ჩვენ არ გვინდა დარაჯის დაყენება და პასპორტების შემოწმება, არა? მივცეთ ადამიანებს სპეციალური ბარათები RFID ტეგებით, რომლებზეც ჩვენ ჩავწერთ უნიკალურ პირადობის მოწმობებს ან სხვა მონაცემებს, რომლებიც საშუალებას გვაძლევს ზუსტად დავადგინოთ პირი. შემდეგ, ჩვენ დაგვჭირდება მოწყობილობა, რომელსაც შეუძლია წაიკითხოს ეს ტეგები. კარგია, ჩვენ გვაქვს კიდევ ერთი კომპონენტი, RFIDReader

მოდით კიდევ ერთხელ გადავხედოთ რა მივიღეთ. RFIDReader კითხულობს ზოგიერთ მონაცემს, წვდომის კონტროლის სისტემა რაღაცას აკეთებს მასთან და ამის საფუძველზე ხდება რაღაცის კონტროლი Კარის საკეტი. დავსვათ შემდეგი შეკითხვა - სად შეინახოთ წვდომის უფლების მქონე ადამიანების სია? საუკეთესო მონაცემთა ბაზაში. ამიტომ, ჩვენს სისტემას უნდა შეეძლოს მონაცემთა ბაზიდან მოთხოვნის გაგზავნა და პასუხების დამუშავება. ასე რომ, ჩვენ გვაქვს კიდევ ერთი კომპონენტი - DBHandler. ამრიგად, ჩვენ მივიღეთ სისტემის უკიდურესად აბსტრაქტული, მაგრამ დასაწყისისთვის საკმარისი აღწერა. ჩვენ გვესმის, რა უნდა გააკეთოს და როგორ მუშაობს.

ქაღალდის ნაცვლად გამოვიყენებ System Composer-ს, სპეციალურ ინსტრუმენტს Simulink-ის გარემოში სისტემის არქიტექტურის მოდელირებისთვის და შევქმნი 3 კომპონენტს. ზემოთ მე აღვწერე კავშირები ამ კომპონენტებს შორის, ასე რომ, მოდით დაუყოვნებლივ დავაკავშიროთ ისინი:

არქიტექტურის გაფართოება

მოდით შევხედოთ ჩვენს დიაგრამას. როგორც ჩანს, ყველაფერი კარგადაა, მაგრამ სინამდვილეში ასე არ არის. შეხედეთ ამ სისტემას მომხმარებლის კუთხით - მომხმარებელს მიაქვს ბარათი მკითხველამდე და...? როგორ იცის მომხმარებელმა, ნებადართულია თუ აკრძალული წვდომა? აუცილებელია როგორმე შეატყობინოთ მას ამის შესახებ! ამიტომ, დავამატოთ კიდევ ერთი კომპონენტი - მომხმარებლის შეტყობინება, User Notify:

ახლა მოდით გადავიდეთ აბსტრაქციის უფრო დაბალ დონეზე. შევეცადოთ აღვწეროთ ზოგიერთი კომპონენტი ცოტა უფრო დეტალურად. დავიწყოთ კომპონენტით RFIDReader. ჩვენს სისტემაში ეს კომპონენტი პასუხისმგებელია RFID ტეგის წაკითხვაზე. მისი გამომავალი უნდა შეიცავდეს გარკვეულ მონაცემებს (UID, მომხმარებლის მონაცემები...). მაგრამ დაელოდეთ, RFID, ისევე როგორც NFC, არის უპირველეს ყოვლისა აპარატურა და არა პროგრამული უზრუნველყოფა! აქედან გამომდინარე, შეგვიძლია ვივარაუდოთ, რომ ჩვენ ცალკე გვაქვს თავად RFID ჩიპი, რომელიც გადასცემს "ნედლეულ" მონაცემებს რაიმე სახის წინასწარ პროცესორზე. ასე რომ, ჩვენ გვაქვს აბსტრაქტული ტექნიკის ნაწილი, რომელსაც შეუძლია წაიკითხოს RFID ტეგები და აბსტრაქტული პროგრამული უზრუნველყოფა, რომელსაც შეუძლია მონაცემების გარდაქმნა ჩვენთვის საჭირო ფორმატში. მოდით დავურეკოთ მათ RFID სენსორი и RFIDparser შესაბამისად. როგორ აჩვენოთ ეს System Composer-ში? თქვენ შეგიძლიათ ამოიღოთ კომპონენტი RFIDReader და მის ნაცვლად ჩადეთ ორი კომპონენტი, მაგრამ უმჯობესია არ გააკეთოთ ეს, წინააღმდეგ შემთხვევაში დავკარგავთ არქიტექტურის წაკითხვას. ამის ნაცვლად, მოდით შევიდეთ RFIDReader-ში და დავამატოთ 2 ახალი კომპონენტი:

კარგია, ახლა მოდით გადავიდეთ მომხმარებლის შეტყობინებაზე. როგორ ატყობინებს სისტემა მომხმარებელს, რომ მას ეკრძალება ან უშვებენ შენობაში წვდომას? ადამიანი ყველაზე კარგად აღიქვამს ბგერებს და რაღაც მოციმციმეს. ამიტომ, თქვენ შეგიძლიათ გასცეთ გარკვეული ხმოვანი სიგნალი ისე, რომ მომხმარებელმა ყურადღება მიაქციოს და აახამებს LED-ს. მოდით დავამატოთ შესაბამისი კომპონენტები User Notify:

ჩვენ შევქმენით ჩვენი სისტემის არქიტექტურა, მაგრამ მასში რაღაც არასწორია. Რა? მოდით შევხედოთ კავშირის სახელებს. InBus и OutBus - არც თუ ისე ნორმალური სახელები, რომლებიც დაეხმარება დეველოპერს. მათ უნდა გადაერქვათ სახელი:

ასე რომ, ჩვენ შევხედეთ, თუ როგორ გამოიყენება სისტემების ინჟინერიის მეთოდები ყველაზე უხეში მიახლოებით. ჩნდება კითხვა: რატომ გამოვიყენოთ ისინი საერთოდ? სისტემა პრიმიტიულია და, როგორც ჩანს, შესრულებული სამუშაო ზედმეტია. შეგიძლიათ დაუყოვნებლივ დაწეროთ კოდი, შეიმუშავოთ მონაცემთა ბაზა, დაწეროთ მოთხოვნები ან შეაერთოთ. პრობლემა ის არის, რომ თუ არ იფიქრებთ სისტემაზე და არ გესმით, როგორ არის დაკავშირებული მისი კომპონენტები ერთმანეთთან, მაშინ სისტემის კომპონენტების ინტეგრაციას დიდი დრო დასჭირდება და საკმაოდ მტკივნეული იქნება.

ამ ნაწილიდან მთავარი გამომავალია:

სისტემების ინჟინერიის მეთოდებისა და არქიტექტურის მოდელირების გამოყენება სისტემის შემუშავებაში საშუალებას გაძლევთ შეამციროთ კომპონენტების ინტეგრირების ხარჯები და გააუმჯობესოთ შემუშავებული სისტემის ხარისხი.

წყარო: www.habr.com