Проектирование и проверочный расчет редуктора (стр. 9 из 10)
Достоинства SADT - совмещение диаграммы (“активность - предмет”); отражение управления, обратной связи, исполнителей и одновременный показ доминирования.
На рисунке 8 приведен пример SADT диаграммы для программного комплекса, реализующий параметризацию крышки подшипника.
7.2 Логическая структура ПК: DFD и STD диаграммы
При структурном подходе для целей моделирования систем вообще и структурного анализа в частности используют три группы инструментальных средств, иллюстрирующих:
· функции, которые система должна выполнять;
· отношения между данными;
· зависящее от времени поведение системы (аспекты реального времени).
Представление информации требует использования наглядных диаграммных методик. Существует множество различных средств визуализации информации, которые применяются на практике. Выбор этих средств зависит от решаемой задачи, поэтому рассмотрим ряд наиболее часто используемых для указанных задач диаграмм и методик соответственно:
DFD (Data Flow Diagrams) - диаграммы потоков данных; совместно со словарями данных и спецификациями процессов (миниспецификация) иллюстрируют функции, которые система должна выполнять;
ERD (Entity Relationship Diagrams) - диаграммы ²сущность- связь² показывают отношения между данными;
STD (State Transition Diagrams) - диаграммы перехода состояний показывают зависящее от времени поведение системы (аспекты реального времени).
Перечисленные средства дают полное описание системы независимо от её новизны. Производится построение логической функциональной спецификации - подробное описание того, что должна делать система, без рассмотрения путей реализации (чёткое представление о конечных результатах).
Логическая DFD показывает внешние по отношению к системе источники и стоки данных, идентифицирует логические функции и группы элементов данных, связывающих одну функцию с другой (потоки), идентифицирует хранилища (накопители) данных.
Структуры потоков данных хранятся и анализируются в словарях данных. Каждая логическая функция (процесс) может быть детализирована с помощью DFD нижнего уровня. В случае наличия реального времени используют STD-диаграммы.
Диаграммы потоков данных DFD (Data Flow Diagrams) - являются основным средством моделирования функциональных требований к проектируемой системе. С их помощью эти требования разбиваются на функциональные компоненты (процессы), связанные потоками данных и представляются в виде графа.
Главная цель таких средств - продемонстрировать, как каждый процесс преобразует свои входные данные в выходные, а также выявить отношения между этими процессами.
Важную роль в модели играет специальный вид DFD - контекстная диаграмма, которая моделирует систему наиболее общим образом (на самом высоком уровне). Контекстная диаграмма моделирует (отражает) интерфейс связи системы с внешним миром, а именно ‑ информационные потоки между системами и внешними сущностями, с которыми она должна быть связана.
Она идентифицирует внешние сущности, а также единственный процесс, отражающий главную цель или природу системы. Каждый проект имеет только одну контекстную диаграмму (0-го уровня).
Детализация DFD осуществляется на основе процессов: каждый процесс раскрывается с помощью DFD нижнего уровня или спецификации процесса.
Диаграммы переходов состояний STD (рисунок) предназначены для моделирования и документирования реакций системы при ее функционировании во времени.
STD позволяют осуществлять декомпозицию управляющих процессов в системе. STD описывают отношения между входными и выходными управляющими потоками на управляющем процессе. STD моделируют последующее функционирование системы на основе ее предыдущего и настоящего функционирования.
Контекстная DFD диаграмма программного комплекса приведена на рисунке. Детализирующая DFD диаграмма активности «Параметризировать крышку» приведена на рисунке.
Таблица 2 – Матрица функционального описания редуктора
| Функции / Элементы выполняющие функции | 1.1 | 1.2 | 1.3 | 1.4 | 2.1 | 2.2 | 2.3 | 2.4 | 2.5 | 2.6 | 2.7 | 2.8 | 2.9 |
| Передача мощности от двигателя к редуктору | + | + | + | ||||||||||
| Передача мощности от редуктора к приводу | |||||||||||||
| Понижение частоты вращения | + | + | + | ||||||||||
| Повышение вращающего момента | + | + | + | ||||||||||
| Компенсация ударов и толчков | + | ||||||||||||
| Защита от окружающей среды | + | + | |||||||||||
| Обеспечение вращения вала | |||||||||||||
| Контроль уровня масла | |||||||||||||
| Восприятие осевых нагрузок | + | ||||||||||||
| Поддержание вращающихся деталей | + | ||||||||||||
| Монтаж деталей редуктора | + | ||||||||||||
| Обеспечение смазки зубчатых колес | + | + | |||||||||||
| Уменьшение скопления паров масла | + | + | |||||||||||
| Отвод тепла | + | + | |||||||||||
| Обеспечение постоянного передаточного отношения | + | + | + | ||||||||||
| Предотвращение разбрызгивания масла | + | + | |||||||||||
| Обеспечение устойчивости относительно фундамента | + | ||||||||||||
| Предотвращение вытекания смазки из корпуса редуктора | |||||||||||||
| Соединение деталей редуктора, фиксация их расположения | |||||||||||||
| Функции / Элементы выполняющие функции | 2.10 | 2.11 | 2.12 | 2.13 | 2.14 | 2.15 | 2.16 | 2.17 | 2.18 | 2.19 | 2.20 | 2.21 | |
| Передача мощности от двигателя к редуктору | |||||||||||||
| Передача мощности от редуктора к приводу | + | + | + | ||||||||||
| Понижение частоты вращения | |||||||||||||
| Повышение вращающего момента | |||||||||||||
| Компенсация ударов и толчков | |||||||||||||
| Защита от окружающей среды | + | + | |||||||||||
| Обеспечение вращения вала | + | ||||||||||||
| Контроль уровня масла | + | ||||||||||||
| Восприятие осевых нагрузок | + | + | + | + | + | ||||||||
| Поддержание вращающихся деталей | |||||||||||||
| Монтаж деталей редуктора | |||||||||||||
| Обеспечение смазки зубчатых колес | |||||||||||||
| Уменьшение скопления паров масла | |||||||||||||
| Отвод тепла | |||||||||||||
| Обеспечение постоянного передаточного отношения | |||||||||||||
| Предотвращение разбрызгивания масла | |||||||||||||
| Обеспечение устойчивости относительно фундамента | + | ||||||||||||
| Предотвращение вытекания смазки из корпуса редуктора | + | + | + | ||||||||||
| Соединение деталей редуктора, фиксация их расположения | + | + | + | + | + | ||||||||
8. Разработка физической модели и структуры ПМК, диаграммы модулей
8.1 Определение ПМК, составные части ПМК
Термин “ПМК” применяется к комплексам программ и соответствующего методического обеспечения различной сложности и назначения. ПМК предназначен для определённого класса задач и в пределах этого класса обладает универсальностью, имеет средства управления, позволяющие выбирать конкретные возможности из числа предусмотренных, разработан с учётом возможностей его использования в различных организациях (удовлетворяет общим требованиям к программным изделиям), имеет документацию, ориентированную на пользователя определённой квалификации в предметной области. Класс решаемых задач называют предметной областью. ПМК - это объединение управляющих, обслуживающих и обрабатывающих модулей (рисунок).Рисунок - Взаимодействие составных частей ПМК
Функция обрабатывающих модулей состоит в реализации шагов алгоритма преобразования значений входных данных в результаты-значения выходных данных.
Управляющие модули – преобразуют задание пользователя в последовательность вызовов обрабатывающих модулей.
Обслуживающие модули – обеспечивают внешний и внутренний интерфейсы ПМК. В общем случае разделение на управляющие и обслуживающие модули носит условный характер.
8.2 Разработка структуры ПМК
Процесс проектирования модульной структуры заключается в определении модулей, являющихся составными частями системной и функциональной части ПМК (рисунок 13). Анализ модели предметной области и внешнего управления позволяет уточнить функции управляющих и обслуживающих модулей, т.е. системного наполнения ПК.
К управляющим относятся модули, выполняющие действия по изменению состояния предметной области, поддержанию и реализации функциональных связей и связей по определению, а также преобразованию самой модели предметной области (МПО).
Таким образом, управляющая часть ПМК обеспечивает выполнение четырех основных функций:
· Формирование начального состояния модели предметной области.
· Формирование очередных состояний МПО.
· Управление вызовом и выполнением обрабатывающих модулей.
· Преобразование динамической модели предметной области.
После выделения функций управляющих модулей можно в общих чертах определить задачи, решаемые обслуживающими модулями. Будем ориентироваться при этом на ПМК, используемые в диалоговом режиме в условиях взаимодействия с пользователем в течение всего сеанса работы.
Обслуживающие модули должны обеспечить связь управляющей части ПМК с пользователем, связь с данными (файлами), не входящими в информационную базу комплекса. В ряде случаев может возникнуть потребность в выполнении различных согласующих функций для связи управляющих модулей с обрабатывающими. Исходя из этого общее значение обслуживающих модулей сводится к обеспечению: