ЛОТОС_Территория ФОРПОСТА
Москва — 2007

Капустян В.М.	Беляев И.П.

Из переписки

Способ устранения пороков «естественного разума» (супер)

На настойчивый вопрос Евгения Александровича Трофимова отвечаю однозначно: ЛОТОС есть технология переработки всех и всяких пороков «разумного текста», описывающего процесс.

И первый из пороков в том, что в текстах процесс дан в синтаксической (то есть демонтированной и рядоположеной линейной форме (sin-taxis – «рядом в строку кладём»). По каковой причине топология сети связей в процессе оказывается заранее И начисто утраченной, не представленной и подлежит восстановлению.

Второй же из пороков состоит в том, что текстуальное разбиение процесса на части (каналы и этапы) может быть и небрежным, и неполным. То есть эта часть топологии тоже присутствует, но тоже — в демонтированном виде и, к тому же, — не полно.

Но зловредней всего (и плодотворней всего при восстановлении-устранении!) является (третий порок!) «текстуальная неполнота описания входов и выходов процессов». Не озабочиваются перечислять, называя процесс, с какого необходимого (полного) набора объектов он начинается и каким другим (полным) набором объектов заканчивается.

И понятно, почему: если это требование скрупулёзно выполнять, текст покажется «чудаковатым» и неудобопонимаемым. Но кроме того, тот, кто составляет текстовое описание процесса, просто не знает о том, что такое эта полнота и зачем она вообще нужна.

Да он и не подозревает о том, что такой конструкт как «процесс» является точным математическим понятием.

Четвертый порок даже трудно сформулировать: в описании процесса совсем отсутствует описание ситуаций, когда тот или иной результат может быть получен разными альтернативными способами. Альтернатив не описывают вообще! И с какой стати их описывать? Ибо «процесс есть процесс. Он закончен (адекватен), и никаких альтернатив быть не должно».

А это значит, в сознании составителя технологического текста отсутствует (не представлено) такое важнейшее понятие как «переключатель альтернатив». Он скрыт в глубинах инженерного подсознания!

Пятый порок – в тексте, описывающем процесс, почти не применяют «иерархические концентры описания», то есть приём, состоящий в том, чтобы сначала описать процесс в общих чертах, затем уточнить отдельные общие процессы, затем ещё и ещё раз «уточнить уточнения» и т.п., пока не станут ясными все элементарные процессы (их уже никак не уточнишь).

Итак, вот они – пять пороков:

1. В текстовом описании процесса топология связей (структура процесса) из-за принципа умолчания («и так всем понятно») потеряна! Топология утеряна!
2. Текстуальное разбиение сети процесса на каналы и этапы, как правило, далеко не полно (очень бедно). Разбиение сети процессов на каналы и этапы утеряно!
3. Описания входов и выходов в процессах просто недопустимо бедно. Его почти нет! Нет полных описаний входов и выходов процессов!
4. Альтернатив проведения действий в текстах не упоминают вообще. Нет описаний альтернативного выполнения процессов!
5. Иерархия описания (возможность перевода внимания с общего на детальное и обратно) в тексте отсутствует.
Когда все пять порока конкретного текста ЛОТОСОМ переработаны, у нас появляется только минимум уверенности, что мы сами знаем процесс более-менее хорошо. Но ведь, читай текст хоть сто раз (и не рисуя процессных схем), такой уверенности никогда и никак не получишь.

Отметим специально: мы исследовали буквально тысячи способов описания технологий и выяснили роковой факт: все фабрично-заводские способы описания технологий (технологические карты) являются текстовыми, — иногда сопровождаемый общими малополезными и невыразительными видами «технологических цехов» и «технологических участков». Так что все пороки «разумного» текста представлены в описаниях технологий сполна. Это очень важно, — ибо это залог нашего будущего успеха!

Когда же затем мы уже УВЕРЕННО, устранив все пороки текстов технологических карт, кроме четвёртого, расспрашиваем предметника о переключателях, то есть вариантах топологии процесса, у него самого открываются заклеенные до этого шлюзы понимания самого себя как специалиста по альтернативам частей процесса на всех уровнях детализации (тем самым оказываются устранёнными четвертый и пятый пороки!).

Освоение предметником идеи переключателей и работы с ними производит на него впечатление чуда. Это обнаружено экспериментально!

Он начинает понимать, что тот умнее из специалистов, кто по данной технологии может вспомнить как можно больше переключателей. Переключатели – тезаурус (лат — сокровище, — сокрытое!) данной предметной области, ибо только они определяют поле (или систему координат) для проведения оптимизационного выбора. Набор переключателей создаёт для этого «пространство свободы» или «пространство манёвра». А для проектировщика технологии – это пространство выбора при проектировании.

Очень даже возможно, что мы будем упорядочивать такие пространства выбора, — полные тезаурусы, — и торговать ими!

Первой популярной попыткой будет попытка составить тезаурусы на «инновационные и авангардные (высокие) технологии». А то ведь в разговорах с инновационщиками мы опасаемся задавать вопросы:

• сколько есть способов получать плёнки Ленгмюра-Блоджет?
• какими способами можно получать фулерены?
• сколько существует способов получения этилового спирта?
• сколько существует способов реализации эпитаксиального роста плёнок?
• в чём смысл механизма роста Странски-Крастанова?
• сколько есть типов структур углеродных нанотрубок?
• Сколько существует методов молекулярного наслаивания?
• Каковы основные направления применения углеродных нанотрубок?

Тысячи подобных вопросов и сотни тысяч ответов на них должны быть собраны в виде технологического тезауруса, ежеквартально пополняемого и вывешенного в сети. Вот тогда-то инженеры и заживут роскошной и качественно новой жизнью: среди бросающихся в глаза сокровищ всей инженерной мысли планеты. Причём, — в виде полной подсказки для каждого акта локального выбора при конструировании технологий.}

Итак, вот как раз устранение этих пяти главных пороков текстового представления процессов (а, как мы выяснили, во всех отраслях сегодня технологические карты суть преимущественно ТЕКСТЫ, сопровождаемые лишь небольшими вкраплениями графики) и позволяет вытаскивать из предметника знание, в тексте дотоле не фигурировавшее, то есть — новое знание. И главная часть этого знания – топологическая, — указывающая на связи и переключения связей. Её-то точно ранее никто инициативно и систематически не наблюдал и потому, — не публиковал.

Конечно, мы можем всласть здесь порассуждать о контексте, надтексте и подтексте, а также о коннотативной семантике и принципе умолчания. Но всё эту будет бить мимо цели. Мы новое знание добываем из опыта предметника после того, как привели его в чувство именно как специалиста.

То есть, мы показываем ему, кто он есть на самом деле (сколь ничтожны тексты, которые он до сих пор писал и читал), и мы затем «добываем» из него живое, дотоле не фигурировавшее в текстах знание. Мы здесь работаем с его «тёмным» технологическим подсознанием: освещаем, укрепляем его и переводим результат в область визуального сознания.

Для предметника это знание не ново, но при фиксации для коллективного пользования оно – новое! Именно здесь работает идея “data mining”, а вовсе не в идее «тараканьих странствий» по массивам текстов в Internet, руководимом сомнительными методиками и программатурой.

Значение нашего, принципиально нового “data mining”, осуществляемого с применением ЛОТОСА и устраняющего пороки текстовых описаний технологий, а затем извлекающего живые знания из специалистов, невозможно переоценить.

Надеюсь, я славно выругал всех и вся? И немного — самого себя!

Надеюсь, что сокровище, находящееся у нас в руках, начнёт наконец-то работать и будет по достоинству оценено.

В. Капустян

В настоящем проекте рекомендации систематизирован опыт анализа технических систем, изложен порядок сбора и подготовки информации об их признаках. Проект рекомендаций подготовлен группой специалистов НПО АСУ «Москва» (НИИ ИТ), научного совета АН СССР по комплексной проблеме «Кибернетика» и Секции Прикладных Проблем АН СССР.

Список сокращений

НИЭР – научно исследовательская экспериментальная работа
НИОКР – научно-исследовательская опытно конструкторская разработка
ОКР – опытно-конструкторская разработка

Введение

Эффективность информационной деятельности во многом связана с умением специалиста обнаружить и осмыслить ту именно проблему, которую ему следует решать. Проблемы же, стоящие перед разработчиками, разнообразны.

В одном случае для решения достаточно произвести типовые конструкторские расчеты, не требующие специального информационного обеспечения; в другом, — может возникать потребность в тех или иных данных, однако их использование также не выходит за рамки традиционных расчетных задач.

Однако подлинное и наиболее эффективное использование информационных технологий связано с решением инновационных (творческих) задач по созданию принципиально новых объектов техники.

Здесь и возникает основное затруднение — специалист не всегда может поставить вопрос так, чтобы получить полезную новую информацию. Именно к сфере разработки применимы слова. Дж. Бернала «Проблему обычно труднее сформулировать, чем решить».

Нередко эта проблема возникает даже тогда, когда задача создания нового объекта, в общем, уже поставлена. У. Р. Эшби по этому поводу заметил: «…когда мы сможем сформулировать проблему с полной четкостью, мы будем недалеки от её решения».

Именно неумение формулировать запрос в базу данных часто приводит к неудовлетворенности специалиста результатами поиска. В связи с этим можно утверждать, что изучение типовых информационных запросов, возникающих вдоль цикла индустриальной инновации, может послужить исходным моментом создания эффективной системы управления НИЭР и ОКР.

Такая ситуация достаточно закономерна, поскольку трудно спрашивать то, чего не знаешь. Однако выход из этого положения есть.

Один путь — различные адаптивные средства общения специалиста с хранилищем информации. В этом случае пользователь формулирует критерии обнаружения информации, но представления данных неоднозначно понимаются пользователем, что требует определенной диагностики самого пользователя со стороны информационной системы.

При этом в диалоге проясняется: способ мышления пользователя; его типовые «речеупотребления»; его профессиональные особенности, мотивы обращения к системе. По сути идентифицируется степень неосведомленности пользователя и вырабатывается соответствующая дружественная установка на пользователя. Весь этот процесс назвается автоиндексацией.

В процессе такого общения специалист знакомится с новыми для него областями знания, которые имеют непосредственное, хотя и неочевидное отношение к интересующей его области техники.

Это направление работ перспективно для быстро развивающихся областей техники, в частности технологий и устройств, имеющих межотраслевой характер. В Информэлектро разработка новых стратегий поиска предпринята группой канд. техн. наук С. В. Попова на основе использования методов статистической обработки библиографических данных патентных документов.

Второе направление связано с созданием и совершенствованием традиционных объектов техники (преимущественно изделий машиностроения) на базе использования специального анализа технических систем.

Следует отметить, что различные методы декомпозиции объектов техники известны давно. Однако эти методы в основном использовали и используют для вспомогательных целей — выявления функций узлов и деталей при «функционально-стоимостном анализе» (ФСА), для составления поисковых запросов в хранилище данных и т. д., то есть «по малой нужде»…

Вместе с тем возможности метода морфологического анализа систем значительно шире.

Морфологический анализ в некотором смысле является частным случаем моделирования технической системы.

Согласно В. А. Штоффу под моделью понимают такую мысленно представляемую или материально реализованную систему, которая, отображая или воспроизводя объект исследования, способна замещать его так, что изучение её дает новую информацию об этом объекте.

Особый вид моделирования представляет собой моделирование условий, в которых должен функционировать создаваемый объект. При этом необходимый результат может быть получен путем варьирования функциональных элементов, а также выбора соответствующих связей между ними.

Прав был Т. А. Эдисон, который говорил, что нетрудно делать удивительные открытия, но трудно усовершенствовать их настолько, чтобы они получили практическое значение.

Будем помнить, что речь у Эдисона здесь идёт о «долине смерти», пролегающей между фазами создания опытного образца технологии и фазой создания коммерческого образца. 99% опытных образцов так и не становятся образцами коммерческими. Именно эта «долина смерти» подлежит концептуальной проработке. Должна быть создана система понятий и система методов, пользуясь которыми менеджер-инноватор — «проводник через долину смерти», — будет направлять движение коллектива разработчиков по направлении к коммерческому успеху. Его главный метод, согласно Мухачёву, установление связей загодя, — с первой же фазы жизненного цикла образца, то есть с фазы замысла.

При работе с фактами в любой предметной области обычно, проводя системный анализ, выделяют присущие ей понятия-признаки и понятия-градации признаков. Для последних определяют подчиненные им по смыслу понятия-признаки и понятия-градации этих признаков и т. д.

Результат представляют в виде иерархии понятий, которая отражает структуру отношений предметной области. Точно также при рассмотрении некоторой системы сперва выделяют наиболее общие признаки её строения, затем все более и более частные, стараясь при этом достичь соответствия получаемой иерархии признаков понятийной структуре предметной области данного семейства систем.

Рассматривая системы данного семейства, для каждого признака строения указывают его возможные градации (альтернативы). Формируемые таким образом информационные структуры позволяют фиксировать широкий диапазон знаний как о семействе систем в целом, так и об отдельных системах семейства.

В первую очередь фиксируется структура, состав и признаки строения отдельных систем и семейств систем в целом. Это позволяет однозначно зафиксировать все наличное пространство выбора по данной системе (в качественном аспекте), определив тем самым множество конкретных систем данного семейства, которые могут быть получены в результате осуществления выбора тех или иных альтернатив признаков в каждой точке выбора наличного многомерного пространства выбора.

Так создается информационная основа для дальнейшего анализа систем.

Пространство выбора, представленное с помощью таких описаний, отражает не только множество всех систем некоторого семейства, которые можно мысленно построить оперируя только признаками строения системы и их градациями (альтернативами признаков), но и концентрированно выражает то общее, что присуще всем системам данного семейства.

Для формирования информационной базы необходимы предварительный сбор и подготовка данных, осуществляемые, как правило, с использованием внемашинной информационной базы, позволяющей первоначально накапливать и систематизировать знания о рассматриваемой предметной области. В качестве такой внемашинной информационной базы рассматривается картотека— объект простой и широко известный.

На примере формирования картотеки на предметную область, относящуюся к какому-либо семейству систем, будет показана методика сбора и подготовки (в широком смысле этого слова) данных для формирования вне-машинной базы. Переход от внемашинной картотеки к информационной базе, реализованной на ЭВМ, осуществляется однозначно при помощи специальной инструкции по подготовке данных на машинных носителях.

Предварительное формирование внемашинной базы, т. е. картотеки, не является обязательным. По описываемым в данной методике правилам можно непосредственно формировать информационную базу в диалоговом режиме с ЭВМ. Картотека используется для большей наглядности и демонстрации основных принципов формирования информационной базы.

Любую систему можно представить в виде совокупности её подсистем, каждую подсистему — в виде совокупности блоков, каждый блок — в виде совокупности узлов и каждый узел — в виде совокупности отдельных деталей. Число уровней разбиения (декомпозиции) может быть и иным, так как оно каждый раз определяется в зависимости от задачи.

По каждой подсистеме, блоку, узлу и т. д. можно назвать конечный ряд различных вариантов их осуществления. Это относится не только к декомпозиции объектов, но и к декомпозиции процессов системы.

Кроме декомпозиции системы по признаку «часть—целое», структуризация может осуществляться и на основе других признаков. Какие конкретно признаки используются — неважно. Важен более общий принцип: выделение признаков и затем для каждого признака — его возможных градаций (альтернатив признака).

Таким образом для каждой системы можно назвать конечное число точек (элементов), в которых существует возможность выбора того или иного варианта (альтернативы). Множество всех точек выбора образует пространство выбора для данной системы. Осуществляя выбор альтернативы в тех или иных точках пространства выбора, можно получать все мыслимые системы данного семейства систем, т. е. пространство выбора является наиболее полным представлением для семейства систем.

Основным вопросом при решении любых проблем, независимо от их области, содержания и характера, является вопрос выбора подходящей альтернативы решения. В свою очередь выбор альтернативы зависит от способности оценить эффективность каждой альтернативы.

Для этого требуются методы, позволяющие анализировать сложные проблемы как целое, обеспечивающие рассмотрение многих альтернатив, каждая из которых описывается большим числом переменных, дающие возможность отражать неопределенность и в то же время обеспечивающие полноту рассматриваемых альтернатив.

Отвечающая этим требованиям обобщенная и универсальная методология решения крупных проблем получила название системного анализа. В ряду основных категорий системного анализа находятся такие как вход, процесс (или превращение, преобразование) и выход.

Под процессом понимают совокупность действий, переводящую компоненты входа в компоненты выходы. Входом могут являться потоки (материально-технические, информационные), состояния частей системы в данный момент, материально-технические потоки, направленные на поддержание системы, специальные входы для воздействия на функции различных процессов в системе, и т. д.

Выходом являются выходные потоки и состояние подсистем в данный момент. С помощью этих понятий системного анализа можно описывать системы.

В центре методологии системного анализа находится операция количественного сравнения микро-, мезо- и макро-альтернатив, которая выполняется с целью выбора мега-альтернативы (образца инновации в целом), подлежащей последующей реализации.

«Только если требование эквивалентности разнокачественных альтернатив выполнено, могут быть получены их количественные сравнения и соответствующие оценки» (С.П. Никаноров).

Но для того чтобы количественные оценки позволяли вести сравнение альтернатив, они должны отражать участвующие в сравнении свойства альтернатив (стоимость, эффективность и т. д.). Достичь этого можно, если учтены все элементы мега-альтернативы (микро-, мезо-, макро-) и даны правильные оценки каждому элементу, т. е. первоначально надо выделить все элементы и принципиальные схемы, связанные с данной мега-альтернативой.

Целостность, возникающая при выделении всех элементов, называется системой. Но как выделить эту целостность — «систему»? Как установить, входит данный элемент в данную альтернативу или нет? Единственным критерием может быть участие данного элемента в процессе, приводящем к появлению выходного результата данной альтернативы. Ведь центральным понятием системного анализа является процесс, т. е. то, что, прежде всего, должно быть выделено, и процессы могут быть выделены как в рамках естественных так и в рамках искусственных систем.

В дальнейшем мы будем рассматривать только искусственные системы, т. е. такие системы, элементы которых сделаны людьми и являются выходом сознательно выполняемых воспроизводимых (по «рецепту») процессов. Таким образом, системы, которые мы будем рассматривать, существенно отличаются от систем окружающего нас естественного мира.

Предмет настоящей методики — практический взгляд на представление пространства выбора, т. е. практический взгляд на представление знаний о признаках строения систем. В методике, основываясь на методологии системного анализа и исходя из понимания того, что есть пространство выбора в целом, освещаются практические ситуации, имеющие место при подготовке данных для его представления.

Помимо общих свойств пространств выбора, носящих более теоретический характер, подробно рассматриваются свойства, наиболее важные для практической работы. В частности, подробно описываются ситуации, имеющие место в точках наращивания пространства, куда поступают и где примыкаются новые данные.

Для наглядного внемашинного представления пространств выбора используется образ простейшего объекта — картотеки, создаваемой и обновляемой вручную. Поэтому в методике подробно обсуждаются примеры заполнения карточек и способ расстановки их в картотеке, хотя можно было бы с таким же успехом говорить «окно пользователя» вместо карточка», «файл» вместо «картотека», имея в виду работу на ЭВМ.

Тогда правила записи информации на карточки, способ нумерации и способ расстановки карточек картотеки мог бы автоматически отслеживать текстовый редактор файловой системы специального вида, входящий в интегрированную операционную среду компьютера, а одновременную работу с несколькими карточками и с другими документами можно было бы реализовать, используя метафору пюпитра и письменного стола, с помощью перекрывающих окон дисплея.

Иными словами, методика обеспечивает полную ясность по поводу строения пространств выбора в мельчайших деталях и на простых примерах.

Материал усложняется постепенно.

Сначала обсуждается способ представления объектов, потом — их семейств, затем процессов и семейств процессов. Это позволяет изучать способ представления пространств выбора общего вида постепенно: от простого — к сложному.

Способ представления пространств выбора при помощи картотеки

Единый способ описания

Единый способ описания состоит из правил ведения картотеки и общей схемы работ. Правила ведения — это правила записи информации на карточки, способ нумерации и способ расстановки карточек по мере её роста.

Основная схема работ определяет переходы от одной ситуации ветвления данных к другой, когда систематик составляет картотеку.

Способ описания называется единым потому, что позволяет единообразно, по одним и тем же правилам описывать объекты и пространства выбора различной структуры: объекты и семейства объектов, процессы и семейства процессов, смешанные объектно-процессные системы и семейства таких систем. При этом способ автоматически обеспечивает фиксацию всех уровней обобщения — конкретизации понятий, которые фигурируют в описании предметной области и представляют практический интерес.

Этот способ описания опирается на естественное умение специалиста работать с понятиями языка, переходить от общего к частному, замечать в явлениях сходство, тождество, упорядоченность, различие и другие атрибуты, вскрывающие их сущность и связи.

Главную роль играет умение выражать понятие через несколько других подчиненных ему по смыслу понятий. На этом основан весь процесс ветвления информации в ходе построения пространств выбора.

Преимущество этого способа описания в том, что пользующиеся им конструктор, технолог, систематик, управленец перестают зависеть от вида, объема и строения текстов документов, с которыми приходит информация. Независимо от того, идет ли речь о строении систем, их поведении или технологии изготовления, новая информация быстро распознается и сразу находит свое место в картотеке, разделяясь на автономные по смыслу фрагменты. То новое, что есть в поступившем тексте, разделяется на самостоятельные сообщения. Наименьшему по объему сообщению соответствует одна запись-предложение на карточке.

Препарируя тексты с помощью единого метода описания, информацию переводят в виде «сообщений в картотеку», запоминая при этом (с помощью инвертированных указателей), какое «сообщение» откуда взято. Это позволяет в дальнейшем работать только с картотекой, почти не обращаясь к исходным текстам.

Закон ветвления информации. Нумерация ветвления

Простейшей практической реализацией пространства выбора является обычная картотека с несложными правилами заполнения и расстановки карточек. При формировании картотеки сведения о том, как устроены и как работают системы, переходят из технических документов на карточки. Тексты документов как бы кристаллизуются по строго определенному закону. Этот закон есть отражение гармонии, присущей миру искусственных систем. Переход выглядит как многоэтапное наращивание и ветвление информации в результате детализации признаков от общих к более конкретным. Акты ветвления фиксируются на карточках, для чего каждая карточка разделена на два поля: поле так называемой головной записи и поле для списка ветвления (рис. 1).

Головная запись есть номер и формулировка детализируемого на этой карточке признака или понятия. Список ветвления содержит номера и формулировки подчиненных понятий, которые все вместе составляют, расшифровывают смысл головной записи.

При переработке текстов встречаются четыре типа ветвления информации на карточках:
Примеры заполнения карточек по каждому типу ветвления даны на [Рис. 2-5].

а) ветвление целого (объекта, процесса) на части. Объекта — на блоки или признаки, процесса — на этапы или каналы (рис. 2);

б) ветвление из-за перечисления вариантов целого (объекта, канала, этапа) (рис.3);

в) ветвление процесса по смысловому составу на «начало», «превращение» и «результат» (рис. 4);

г) ветвление в результате перечисления вариантов связи, т. е. того, как к «началу» данного процесса может быть подключен «результат» различных предшествующих процессов и каких именно (рис. 5).

Применяется простой способ нумерации записей. Номер подчиненного признака формируется из номера головного признака путем дописывания к нему символов справа без пробелов. Это показано на каждом из рисунков 2—5.

Чтобы иметь возможность по всем ветвям детализации переходить от общих признаков ко все более детальным, необходимо показывать их взаимосвязь-соединение. На рисунках это делается с помощью соединительных линий, что в случае картотеки просто невозможно. В картотеке связь-соединение обеспечивается за счет повторения формулировки признака так, как показано на рис. 6. Первый раз под какой-то головной записью признак фигурирует как одна из позиций в списке ветвления (см. рис. 6), а второй раз — дальше в направлении от начала картотеки уже самостоятельно как головная запись на собственной карточке со своим собственным детализирующим списком ветвления (см. рис. 6). Поэтому, если нужно проследить какую-либо цепочку детализации, то попеременно, листая картотеку, переходят от головной записи к соответствующей позиции в списке ветвления, по её номеру находят дальше в картотеке нужную карточку, переходят к её списку ветвления и т. д.

Расстановка карточек в картотечном ящике производится по мере возрастания их буквенно-цифровых номеров. Как видно, нумерация универсальна, т. е. позволяет наращивать картотеку в любом месте и по смыслу добавлять любое требуемое количество новых карточек.

Таковы в кратком изложении правила формирования структуры наличных знаний при построении пространства выбора.

Теперь необходимо дать им расширенное толкование и показать, что они действительно позволяют записывать строение различных систем и варианты признаков строения систем, что перечисленных типов ветвления информации достаточно на все случаи.

Списочное представление картотеки

Если карточки картотеки наклеить на лист друг под другом в том порядке, как они поставлены в картотечный ящик, то это будет списочное представление картотеки. Надо будет только уплотнить текст, поскольку число записей от карточки к карточке различно. Списочное представление картотеки получают распечаткой карточек подряд начиная с первой, запись под записью и карточку за карточкой. Головные записи карточек оставляют выдвинутыми влево, тогда каждая карточка в списочном представлении видна как целое.

Это представление необходимо, для того чтобы оформлять картотеку или её фрагмент как часть текста или как отдельную брошюру. В этом случае её можно тиражировать и делать общим достоянием. По брошюре же пользователь сможет воссоздать для себя экземпляр картотеки и в работе пополнять по своему усмотрению.

Для примера приведем списочное представление дерева признаков гелиоэнергоустановки и его картотеки.

1. Коллектор солнечного излучения
1.1. Концентратор
1.2. Поглотитель
1.3. Несущий каркас
1.4. Система слежения за Солнцем
1.1. Концентратор
1.1.1. Линзы Френеля
1.2. Поглотитель
1.2.1. Труба
1.2.2. Система герметизации
1.2.3. Теплоизоляция
1.4. Система слежения за Солнцем
1.4.1. Электропривод
1.4.2. Программный механизм

Основные свойства пространств выбора

Кратко описывая пространство выбора во введении, пришлось отвлечься от частных свойств пространства. Но как раз именно они наиболее важны при построении картотеки пространства выбора, так как каждое свойство находит свое воплощение в способе заполнения и расстановки карточек.

Ясно, что основные свойства пространств выбора определяются свойствами реализуемого в них процесса выбора.

Выбор проходит две главные фазы: выбор качеств, затем выбор количеств. Сообразно этому пространство выбора делится на две области: область выбора качеств и область выбора количеств. Эти области неравноправны. Первая из них доминирует при построении пространства, а также при выборе всегда проходится первой.

В самом деле, исходные данные для количественных расчетов (инженерных, планово-экономических и др.) оказываются в наличии лишь после того, как в полном наборе и логической взаимосвязи выбраны соответственные качества системы (количества всегда изменяются внутри установленных, выбранных качеств). Если в процессе выбора некоторые из качеств системы еще не определены (не выбраны), то и расчет количеств еще невозможен, так как для составления уравнений не представлен полный замкнутый набор величин. Значит, возможно, не определен и сам тип уравнений для расчета.

Лишь после того, как выбраны варианты качеств системы, на сцену выходит так называемый параметрический образ системы— точка в многомерном пространстве параметров. При вариации количеств эта точка перемещается в некоторой кусочно-непрерывной, возможно, многосвязной области пространства.

Итак, выбор качеств — первая доминирующая фаза, определяющая сущностную основу параметрической области завершающего выбора количеств в ходе конструирования систем. Поэтому в первую очередь важно изучить свойства области качественного выбора, которые обозначаются как разделимость, свойство иерархии, вариантность, связность и комбинаторность. Рассмотрим их подробно.

Разделимость выбора

Разделимость есть возможность перейти от рассмотрения структуры всего объекта (процесса) к рассмотрению структуры отдельно каждой из его частей (рис. 7).

Разделимость позволяет фиксировать внимание на сколь угодно узких областях выбора, переходя от одной области к другой в произвольном желаемом порядке, не теряя замысел всей конструируемой системы из виду.

Вариантность выбора

Вариантность означает, что какую бы подсистему, какой бы сколь угодно малый признак строения системы ни взять, найдется не менее двух разных вариантов его реализации. Символически вариантность показана на рис. 8.

Иерархия выбора

Иерархия позволяет выбирать не все признаки строения системы сразу во всех деталях, а постепенно, в несколько приемов, соответствующих уровням иерархии. Это позволяет сначала оформить замысел конструируемой системы в общих компоновочных чертах, а затем, переходя с уровня на уровень, дойти до выбора самых мелких черт строения. Рассмотри некоторые примеры.

На рис. 9, 10, 11 показаны конкретные ситуации выбора:
схемы охлаждения лопаток газотурбинного двигателя;
типа дефлектора (отклонителя) газовой струи маршевых двигателей самолета вертикального взлета и посадки;
материала эмиттера катода в радиолампах или в электронных датчиках с механически управляемыми электродами.

Представленные ситуации выбора вообще не возникли бы, не сделай конструктор всех предшествующих по иерархии актов выбора (на схемах показано более широкими линиями). Его внимание могло бы «свернуть» на другую траекторию на любом из «перекрестков» А, Б, В.

Как видно из примеров, иерархия обеспечивается тем, что на каждом уровне проявляется разделимость или вариантность. Это позволяет строить цепочки последовательного выбора, ведущие ко все более подробным ситуациям выбора. Длина цепочек может быть различной в зависимости от сложности конструируемых систем. Средняя длина цепочек на практике — пять, шесть звеньев.

Комбинаторность выбора

Главное свойство пространств и процесса выбора — комбинаторность. Комбинаторность реализуется через разделимость, вариантность и иерархию вместе взятые.

Переработав все имеющиеся в текстах сведения о строении систем рассматриваемого семейства (например, образцов техники), получают все цепочки последовательного выбора и все серии вариантов признаков вдоль них. При этом разделимость дает много точек независимого выбора, а комбинаторность отражает тот факт, что комбинации признаков, выбранных каждый в своей точке, соответствуют осуществимым конструкциям систем.

Связность пространства выбора

Пространство выбора имеет еще одно с виду незаметное свойство. Это свойство связности пространства. Действительно, разделимость предполагает связь целого и его частей. Вариантность связывает линейку вариантов признака с узлом, обозначенным именем этого признака. Иерархия предполагает связь и переход по связям от уровня к уровню. Дробление процесса на части предполагает затем указание связей, т. е. того, как из этих частей сложено целое.

Определив основные свойства области пространства, в которой реализуется выбор качеств системы, можно переходить к рассмотрению того, как эти свойства реализуются и выглядят в картотечном и списковом представлениях пространства выбора.

Запись строения объектов

Описание объектов

В описании объектов имеются две качественно различные задачи. Первая задача — уметь описывать строение одного отдельно взятого объекта произвольной сложности. Вторая, качественно иная задача — уметь описывать в одном информационном образе сразу множество (семейство) родственных объектов, не строя описаний каждого из них в отдельности.

В первом случае, как результат, имеем набор отдельных описаний объектов. Во втором же случае имеем образ, не содержащий явно, но способный породить отдельные описания как существующих объектов семейства, так и очень большого числа несуществующих, но принципиально возможных объектов.

Дерево признаков

Строение объекта принято символически показывать следующим образом. Объекту как целому ставят в соответствие на чертеже прямоугольник, внутри которого помещают упрощенное изображение объекта или его полное название. Ниже размещают ряд прямоугольников с изображениями и названиями частей или признаков объекта. Наверх к первому прямоугольнику от каждого из этих прямоугольников проводят линию. Все линии вместе показывают, что эти части составляют целое.

Если части и признаки все еще сложны, то их строение в свою очередь показывают точно таким же приемом. В результате последовательного применения этого приема получают дерево прямоугольников типа, показанного на рис. 12. Обычно его называют деревом блоков или деревом признаков объекта. Итак, дерево состоит из множества прямоугольников или узлов множества линий или дуг. Неразборным частям объекта и неделимым признакам соответствуют узлы, в которых дерево дальше не ветвится. Такие узлы называются висячими. Дерево признаков кроме представления в виде рисунка допускает картотечное и списковое представления, которые более удобны для работы с практической информацией.

Нумерация узлов дерева признаков

Для формирования дерева признаков и для поименования его узлов необходим способ нумерации, который не зависит от величины дерева и того, на сколько частей идет ветвление в том или ином месте дерева. Этот способ должен обеспечивать наращивание дерева. Если в уже построенной части дерева был пропущен узел или целая ветвь, то попытка их вставить не должна требовать перенумерации ни одного из ранее пронумерованных узлов.

Такому требованию удовлетворяет следующий способ. Нумерация начинается с верхнего (корневого) узла и проводится по уровням сверху вниз. Корневой узел получает, например, номер «1». Узлы первого уровня разбиения получают последовательно номера «1.1», «1.2», «1.3» и т. д. Узлы, подчиненные, например, узлу «1.2», получают номера «1.2.1», «1.2.2» и т. д. без ограничения на число подчиненных узлов.

Как видно, нумерация проста и по сути одна и та же в каждом узле дерева признаков. Номер очередного узла составляется из двух частей: левой — опорной и правой—наращиваемой (рис. 13). Наращиваемая часть справа без пробелов дописывается к опорной. Опорная часть — это номер, присвоенный вышележащему узлу, непосредственно под которым «подвешен» данный нумеруемый узел. Наращиваемая часть — номер по порядку данного очередного узла, нумеруемого среди подчиненных узлов.

Картотечное представление дерева признаков

Дерево признаков даже несложного объекта неудобно вычерчивать на одном хотя бы и большом чертеже. Плоскость чертежа не позволяет наращивать изображение дерева в любом месте, когда многие узлы уже вычерчены. Столкнувшись с такой ситуацией, приходится проводить длинные линии к свободному месту, пересекая при этом другие линии. Раз за разом изображение дерева становится все более запутанным. Конечно, в определенный момент изображение можно перечертить заново, устранив путаницу линий, но далее все может повториться, и опять возникнет потребность как бы раздвинуть чертеж в том или ином месте.

Поэтому, чтобы иметь возможность «раздвигать» картину в любом её месте, удобно начинать строить изображение, имея много листков и ссылаясь от одного к другому, когда с одного на другой проходит линия. По сути это и значит — перейти к картотеке. Посмотрим, почему это возможно и чем выгодно.

При обзоре дерева признаков внимание поочередно фокусируется на фактах и точках ветвления. Рассматривают некоторый узел и все непосредственно под ним «подвешенные» узлы. Всякий раз в это время вся остальная часть рисунка как бы остается за кадром внимания (рис. 14). В соответствии с этим каждый такой кадр и то, что в него попало, будем называть карточкой.

Как видно из рис. 14, карточки накрывают изображением дерева «внахлест». Чтобы отодвинуть их друг от друга и разделить плоскость чертежа действительно на отдельные карточки, придется раздвоить изображение каждого узла так, как показано на

После этого можно поставить их в картотеку в порядке возрастания номеров, присвоенных старшему (верхнему) узлу в каждой из карточек (рис. 16). Конечно, все указанные действия умозрительны, а на практике надо сразу заполнять отдельные карточки начиная с ветвления дерева от корневого узла, постепенно формировать дерево, не прибегая к его изображению как целому.

Показ изображения двухуровневого фрагмента дерева на каждой карточке тоже не требуется, так как его структура всегда очевидна. Достаточно отделить номер и наименование старшего узла как головную запись на карточке, например, отчеркнув её от остальных. Под чертой при этом поместить список ветвления, т. е. номера и наименования подчиненных узлов в порядке возрастания друг под другом (рис. 17).

При таком способе представления каждый узел в картотеке фигурирует дважды. Сначала он появляется в списке ветвления одной из карточек, а затем как головная запись — на другой карточке уже со своим собственным списком ветвления (см. рис. 6). Каждый висячий узел по определению не имеет списка ветвления, поэтому на карточке ниже соответствующей ему головной записи ставится прочерк (рис. 18).

Комбинаторное дерево признаков

Рассмотрим следующую ситуацию. Пусть дано всего шесть вариантов компоновки самолетов.

1) Самолет (вариант компоновки -/) Крыло «изменяемой стреловидности» Поворотная часть крыла «без механизации» Поворотный узел крыла «на сферическом подшипнике»
Двигатель «турбореактивный» Турбина «осевая» Воздухозаборники «регулируемые»
Оперение «V-образное» Органы управления
«с механической схемой распределения»
Аэродинамические элементы V-оперения «прямое «V», цельно-поворотное;

2) Самолет (вариант компоновки 2)
Крыло «изменяемой стреловидности»
Поворотная часть крыла «с механизацией»
Поворотный узел крыла «на цилиндрическом подшипнике» Двигатель «турбореактивный»
Турбина «радиальная»
Водухозаборники «нерегулируемые» Оперение «V-образное»
Органы управления «с расчетной схемой распределения»
Аэродинамические элементы V-оперения «обратное «V»;

3) Самолет (вариант компоновки — 3)

Крыло «обратной стреловидности» Механизация крыла «без механизации» Способ крепления крыла к центроплану «замки»
Двигатель «турбовинтовой» Тип редуктора «соосный» Тип винта «тянущий»
Оперение «классическая схема оперения» Вертикальное оперение «однокилевое» Горизонтальное оперение «высокорасположенное»

4) Самолет (вариант компоновки — 4)

Крыло «обратной стреловидности» Механизация крыла «закрылки и интерцепторы» Способ крепления крыла к центроплану «болтовое крепление»
Двигатель «турбовинтовой»
Тип редуктора «со смещенными осями» Тип винта «толкающий»
Оперение «классическая схема оперения» Вертикальное оперение «двухкилевое» Горизонтальное оперение «низкорасположенное»;

5) Самолет (вариант компоновки — 5)

Крыло «трапециевидное»
Центроплан крыла «кессон-бак»
Отъемная часть крыла (ОЧК) «ОЧК без механизации» Двигатель «поршневой»
Блок цилиндров «V-образный» -~
Система охлаждения «водяная»
Оперение «по схеме «утка»
Передача управляющего воздействия «троссовая система» Аэродинамические элементы оперения «цельноповоротные»;

6) Самолет (вариант компоновки — 6)
Крыло «трапециевидное» Центроплан крыла «как гондола шасси» Отъемная часть крыла (ОЧК) «ОЧК с предкрылками» Двигатель «поршневой»
Блок цилиндров «звездообразный» Система охлаждения «воздушная» Оперение «по схеме «утка»
Передача управляющего воздействия «система с гидроусилителями»
Аэродинамические элементы оперения «стабилизаторы с закрылками».

Приведенные описания вариантов компоновки для большей наглядности построены по определенной схеме и не содержат ничего лишнего. В описаниях вариантов головная вершина дерева признаков выделена подчеркиванием, иерархия признаков отмечена их взаимным расположением, а градации (значения) признаков заключены в кавычки и относятся к признаку слева. Построим для каждого из вариантов компоновки дерево признаков по приведенным описаниям. Совместим полученные деревья признаков друг с другом так, чтобы совпали их идентичные узлы (вершины) и дуги. Там, где произошли несовпадения, подберем и «склеим» ряды не совпадающих значений признаков. Эти ряды представляют собой принципиально разные градации одного и того же признака, т. е. варианты. Линии, ведущие к вариантам, теперь дублируют друг друга. Поэтому в каждом случае заменим их одной линией, но позволим ей занимать любую позицию-вариант, символизируя тем, что этот вариант признака выбран при конструировании схемы компоновки. Назовем такие стрелки скользящими. Графически образ объекта, полученного в результате совмещения деревьев признаков различных вариантов компоновки, представлен на рис. 19. Здесь использовано трехмерное изображение вместо двумерного, т. е. прямоугольники с названиями признаков и градаций признаков заменены на кубы, а вместо названий используются краткие коды вершин. Каждый код состоит из двух символов: цифры (для кодировки признаков) и буквы (для кодировки градаций признаков). Все вершины однозначно идентифицируются при помощи двухсимвольных кодов и соответствуют градациям признаков, приведенным выше в описаниях шести различных вариантов компоновки.

Точное соответствие между признаками, их градациями и вершинами можно установить по кодам вершин, приведенным в самом правом столбце сжатого спискового представления рассматриваемого «склеенного» дерева признаков.

Теперь, двигая и останавливая скользящие стрелки по каждой серии вариантов признаков независимо друг от друга и удаляя из серии все, что не выбрано, получим 1728 различных мыслимых схем

компоновки. Число схем компоновки, т. е. соответствующее число деревьев признаков, легко подсчитать, перемножая серии вариантов сначала на нижних уровнях, а затем на верхнем.

Факт резкого комбинаторного, как бы гибридного размножения компоновочных схем 6—4728 весьма примечателен. В реальной практике, где число уровней деревьев признаков достигает десятков, а разветвляемость в узлах в среднем равна пяти, этот эффект неизмеримо значительней. Поэтому «склеенное» дерево признаков, имеющее серии вариантов признаков, неважно сколько, будем называть комбинаторным деревом признаков. Комбинаторное дерево.
признаков характеризует сразу некоторое семейство систем (схем, конструкций и т. п.) с точки зрения их количества (комбинаторного), структуры переходов зависимостей между признаками и их градациями с уровня на уровень.

Картотечное представление комбинаторного дерева признаков

С непрерывно пополняемым чертежом комбинаторного дерева признаков работать так же практически невозможно, как и в случае простого дерева признаков, где нет вариантов. Дело осложняется и тем, что этот чертеж теперь уже объемный. По мере отыскания новых вариантов признаков на всех уровнях при дочерчивании рано или поздно наступит путаница. Поле чертежа «засорится» настолько, что с ним уже невозможно будет работать как с целым сколько его ни перечерчивай начисто.

Закономерно возникает та же идея перейти к картотеке и с самого начала не прибегать к изображению комбинаторного дерева. Эта картотека будет суммировать сведения об элементах и признаках строения (с вариантами) по семейству систем в целом.

Нумерация узлов комбинаторного дерева осуществляется так же, как в случае простого дерева признаков. Добавляется лишь одна особенность: кроме частей некоторого целого в списках ветвления на карточках после головной записи могут фигурировать варианты этого целого. Чтобы показать, что на» данной карточке после головной записи перечисляются варианты, а не части целого, к номеру головной записи как к опорной части справа без пробела приписывают букву «А» («альтернатива»). После нее тоже без пробела помещают порядковый номер варианта и точку Это показано на рис. 20. Карточки ставят в картотечный ящик теперь уже по возрастанию буквенно-цифровых номеров головных записей.

Сжатое списковое представление

Ранее уже было описано, как представлять картотеку в виде списка. Однако при таком представлении почти все записи в списке дублированы, т. е. встречаются два раза: сначала как запись какого-либо списка ветвления, а затем как головная запись. В ряде случаев подобное дублирование записей оказывается нецелесообразным. Нецелесообразность дублирования записей становится все более очевидной по мере перехода от картотеки как простейшего способа представления пространств выбора к другим способам, в том числе к способам, ориентированным на существенное использование ЭВМ. Действительно, при большом объеме каждой записи и значительном числе записей в информационной базе дублирование записей в списковом представлении лишь загромождает список. Если картотека является представлением комбинаторного дерева признаков, то каждая запись картотеки отражает какой-либо признак или градацию признака (вариант признака). Устранить дублирование в этом случае вполне возможно. Ведь для полного задания комбинаторного дерева признаков вполне достаточно одной записи для представления каждого признака или варианта (градации) признака. Как мы увидим в дальнейшем, такая же ситуация имеет место в случае картотечного представления семейств процессов и более сложных процессно-объектных структур.

В общем случае, пространство выбора любого вида, допускающее представление в виде картотеки, построенной по приведенным выше правилам, может быть представлено и в виде списка без дублирования записей. Такое представление будем называть сжатым списковым представлением пространства выбора. Сжатое списковое представление будет использоваться также для картотеки, комбинаторного дерева признаков и других объектов подобного рода. Для получения сжатого спискового представления достаточно в списочном представлении картотеки удалить все записи списков ветвления.

Каждая запись может содержать не только номер вершины комбинаторного дерева признаков и ее полное наименование, но и ряд величин, характеризующих с различных сторон данную вершину.

В качестве примера приведем сжатое списковое представление комбинаторного дерева признаков, изображенного на рис. 19. Оно имеет вид:

1. Самолет — К (K=U728)
1.1. Крыло
1.1.А1. Изменяемой стреловидности [Z, 1]
1.1.А1.1. Поворотная часть крыла
1.1.А1.1.А1. Без механизации [F, 1]
1.1.А1.1.А2. С механизацией [Е, 1]
11.А 1.2. Поворотный узел крыла
11.А1.2.А1. На сферическом подшипнике [F, 1]
1.1.А1.2.А2. На цилиндрическом подшипнике [Е, 2]
1.I.A2. Обратной стреловидности [У, 1]
1.1.А2.1. Механизация крыла
1.1.А2.1.А1. Без механизации [D, 1]
1.1.А2.1.А2. Закрылки и интерцепторы [С, 1]
1.1.А2.2. Способы крепления крыла к центроплану
1.1.А2.2.А1. Замки [D, 2]
1.1.А2.2.А2. Болтовое крепление [С,’ 1]
1.1.A3. Трапециевидное [X, 1]
1.1.А3.1. Центроплан крыла
1.1.А3.1.А1. Кессон-бак [В, 1]
1.1.А3.1.А2. Как гондола шасси [А,’ 1]
1.1.А3.2. Отъемная часть крыла (ОЧК)
1.1.А3.2.А1. ОЧК без механизации [В, 2]
1.1.А3.2.А2. ОЧК с предкрылками [А, 2]
1-2. Двигатель
1.2.А1. Турбореактивный \Z 21
1.2.А1.1. Турбина
1.2.А1.1.А1. Осевая [F, 3]
1.2.А1.1.А2. Радиальная [Е, 3]
1.2.А1.2. Воздухозаборники
1.2.А1.2.А1. Регулируемые [F, 4]
1.2.А1.2.А2. Нерегулируемые [е’ 4]
1.2.А2. Турбовинтовой (ТВД) [у] 2]
1.2.А2.1. Тип редуктора
1.2.А2.1.А1. Соосный [D, 3]
1.2.А2.1.А2. Со смещенными осями [с’ 31
1.2.А2.2. Тип винта
1.2.А2.2.А1. Тянущий [D 4]
1.2.А2.2.А2. Толкающий [С,’ 4]
1.2.АЗ. Поршневой [X,’ 2]
1.2.А3.1. Блок цилиндров
1.2.А3.1.А1. V-образный [В, 3]
1.2.А3.1.А2. Звездообразный [А, 3]
1.2.А3.2. Система охлаждения
1.2.А3.2.А1. Водяная [В 41
1.2.А3.2.А2. Воздушная [А, 4]
1.3. Оперение
1.3.А1. V-образное [Z, 3]
1.3.А1.1. Органы управления
1.3.А1.1.А1. С механической схемой распределения [F, 5]
1.3.А1.1.А2. С расчетной схемой распределения [Е, 5]
1.3.А1.2. Аэродинамические элементы V-оперения
1.3.А1.2.А1. Прямое «V», цельноповоротное Гр 61
1.3.А1.2.А2. Обратное «V» th\ 6]
1.3.А2. Классическая схема оперения [у[ 3]
1.3.А2.1. Вертикальное оперение
1.3.А2.1.А1. Однокилевое [D, 5]
1.3.А2.1.А2. Двухкилевое [С, 5]
1.3.А2.2. Горизонтальное оперение
1.3.А2.2.А1. Высокорасположенное [D, 6]
1.3.А2.2.А2. Низкорасположенное [С, 6]
1.3.АЗ. По схеме «утка» [X, 3]
1.3.А3.1. Передача управляющего воздействия
1.3.А3.1.А1. Тросовая система [В, 5]
1.3.А3.1.А2. Система с гидроусилителями [А, 5]
1.3.А3.2. Аэродинамические элементы оперения
1.3.А3.2.А1. Цельноповоротные [В, 6]
1.3.А3.2.А2. Стабилизаторы с закрылками [А, 6]

Запись строения процессов

Описание процессов

Как и в случае объектов, при описании процессов имеются две задачи: описание индивидов, т. е. отдельных процессов, и описание семейства процессов одинакового назначения как одного целого. Обе задачи осложняются требованиями представлять сразу все уровни детальности описания. Итак, наша задача состоит, в конечном итоге, в том, чтобы уметь строить символические конструкты, порождающие как описания отдельных процессов, так и большого числа несуществующих, но, возможно, реализуемых процессов.

Простой процесс

Процесс считается простым либо потому, что не может быть расчленен на составные, либо в этом нет необходимости в данной познавательной ситуации.

Простой процесс обозначен во времени своим началом и своим результатом и протекает в некоторой области объектного пространства. Понятие «процесс» обобщает много родственных понятий, таких как преобразование, изменение, движение, переход от одного состояния объекта к другому, переработка и т. п. Можно приводить много примеров конкретных процессов, однако все они охватываются одной простой символьной схемой (рис. 21).

Процесс — это то, что связывает именем две ситуации. При этом одна вытекает из другой с необходимостью, т. е. всегда. Они называются «начало» и «результат», а переход от одной к другой есть «превращение» (П). Тройка (Н—»-П—>-Р) ориентирована во времени. Иногда ее называют иначе, например «причина — движение— следствие» и говорят о причинно-следственной связи.

Описание любого, в том числе и простого, процесса начинают с названия превращения, так как в нем заключен основной смысл процесса, а также потому, что превращение — основа дальнейшей

детализации. По имени превращения описывают «начало» и «результат». После этого их тоже можно подвергнуть детализации.

Детализация означает в первую очередь дробление «начала» и «результата» на составные части. «Начало» — это совокупность объектов, которые будут охвачены превращением, необходимые условия, параметры. Все они должны быть названы, иначе процесс невозможно будет воспроизвести по описанию. Компоненты начала нумеруют как HI, H2, … «Результат» — другой набор объектов, быть может, частично совпадающий с набором «начало». Это как преобразованные, так и новые объекты, последствия, параметры преобразований. Их нумеруют как PI, P2, РЗ,…

Наиболее подробное описание простого процесса показано на рис. 22.

Подчеркнем еще раз, что «преобразование» простого процесса не детализируется. Отметим также, что при разбиении процесса на «начало», «превращение» и «результат», а также «начала» и «результата» на компоненты реализуются свойства разделимости и связности.

В большинстве процессов в «начале» и «результате» отмечаются совокупности одинаковых компонент. Это, следовательно, то, что в процессе (превращении) само не изменяется, но для проведения процесса, тем не м^нее, необходимо. Такие совокупности С. П. Никаноров предложил называть «процессорами» в самом общем смысле. Понятие процессора важно при построении пространств выбора наиболее общего вида. (Разъяснение этого понятия и других понятий процессного символизма С. П. Никанорова см. в работе: С. М. Капустин, Ю. А. Махотенко. Конструктору о конструировании атомной энергетики. Системно-морфологический подход в конструировании. М.: Атомиздат, 1981, с. 132).

Карточное представление простого процесса

Это представление получается следующим образом. Пусть имеется процесс, получивший для своего названия номер, например, 17 (рис. 23, а). Его первоначальное смысловое деление выглядит, как ветвление на Н, П, Р. В картотеке это отражается так, как показано на рис. 23, б.

Деление «начала» и «результата» на компоненты, их нумерация и картотечное представление очевидны. Все делается так, как в случае описания объектов. Это показано на рис. 24, а, 24, б.

Состав сложного процесса

Сложный процесс есть параллельно-последовательная компоновка простых процессов во времени. Это так называемые этапы и каналы процесса.

Всякий раз, перед тем, как дробить сложный процесс на каналы или этапы, необходимо провести первичное членение процесса и получить тройку Н, П, Р. Только после этого оказывается в наличии «превращение» П как предмет дробления.

детализации. По имени превращения описывают «начало» и «результат». После этого их тоже можно подвергнуть детализации.

Детализация означает в первую очередь дробление «начала» и «результата» на составные части. «Начало» — это совокупность объектов, которые будут охвачены превращением, необходимые условия, параметры. Все они должны быть названы, иначе процесс невозможно будет воспроизвести по описанию. Компоненты начала нумеруют как HI, H2, … «Результат» — другой набор объектов, быть может, частично совпадающий с набором «начало». Это как преобразованные, так и новые объекты, последствия, параметры преобразований. Их нумеруют как PI, P2, РЗ,…

Наиболее подробное описание простого процесса показано на рис. 22.

Подчеркнем еще раз, что «преобразование» простого процесса не детализируется. Отметим также, что при разбиении процесса на «начало», «превращение» и «результат», а также «начала» и «результата» на компоненты реализуются свойства разделимости и связности.

В большинстве процессов в «начале» и «результате» отмечаются совокупности одинаковых компонент. Это, следовательно, то, что в процессе (превращении) само не изменяется, но для проведения процесса, тем не м^нее, необходимо. Такие совокупности С. П. Никаноров предложил называть «процессорами» в самом общем смысле. Понятие процессора важно при построении пространств выбора наиболее общего вида. (Разъяснение этого понятия и других понятий процессного символизма С. П. Никанорова см. в работе: С. М. Капустин, Ю. А. Махотенко. Конструктору о конструировании атомной энергетики. Системно-морфологический подход в конструировании. М.: Атомиздат, 1981, с. 132).

Карточное представление простого процесса

Это представление получается следующим образом. Пусть имеется процесс, получивший для своего названия номер, например, 17 (рис. 23, а). Его первоначальное смысловое деление выглядит, как ветвление на Н, П, Р. В картотеке это отражается так, как показано на рис. 23, б.

Деление «начала» и «результата» на компоненты, их нумерация и картотечное представление очевидны. Все делается так, как в случае описания объектов. Это показано на рис. 24, а, 24, б.

Состав сложного процесса

Сложный процесс есть параллельно-последовательная компоновка простых процессов во времени. Это так называемые этапы и каналы процесса.

Всякий раз, перед тем, как дробить сложный процесс на каналы или этапы, необходимо провести первичное членение процесса и получить тройку Н, П, Р. Только после этого оказывается в наличии «превращение» П как предмет дробления.

Итак, «превращение» допускает дробление либо на процессы более короткие во времени, т. е. этапы (рис. 25, а), либо на каналы — независимо и параллельно протекающие процессы той же длительности, что и все «превращение» (рис. 25, б). Дробление на каналы и этапы может быть многократным и произвольно перемежающимся. Примеры даны на рис. 26. Как видно, сложный процесс разбивается на части почти так же, как сложный объект, с тем лишь отличием, что в процессах части бывают пяти «сортов»: Н, П, Р, каналы и этапы.

Еще раз подчеркнем обязательное правило: как только разбиение на этапы и каналы проведено, каждый из них должен быть

Немедленно подвергнут первичному смысловому членению на Н, П, Р. Это, во-первых, необходимо для того, чтобы затем, введя связи «результат одного этапа = начало другого: Р=Н», восстановить структуру раздробленного целого. Во-вторых, тем самым снова появляются П для новых более детальных дроблений: каждый этап или канал дробится дальше.

Картотечное представление состава процесса

На практике состав процесса, так же как состав объекта, удобно сразу фиксировать в картотеке, никогда не прибегая к его рисуночным представлениям. Для картотечного представления состава процесса дополнительно вводятся маркеры «Э»—этапы и «К»— каналы. Нумерация компонент превращения П осуществляется так же, как в случае картотечного представления простого процесса. При этом этапы и каналы (компоненты превращения) рассмат ривают

как части целого. Для их обозначения и используются буквы «Э» и «К». Чтобы показать, что на карточке после головной записи, соответствующей превращению П, перечисляются компоненты превращения, к номеру головной записи как к опорной части справа приписывают букву «К» либо «Э». После нее без пробела помещают порядковый номер компонента (канала либо этапа) превращения и точку. Отметим, что согласно правилу дробления превращения П на карточке в списке ветвления могут присутствовать записи, представляющие либо каналы, либо этапы превращения, но не могут присутствовать и те и другие вместе.

Согласно общему правилу ведения картотеки, как только некоторая запись появляется на какой-либо карточке в списке ветвления, она сразу записывается на отдельную карточку в качестве головной записи и может иметь свой собственный список ветвления. Это в полной мере относится и к компонентам превращения: каналам и этапам. Более того, для каналов и этапов требуется, чтобы сразу за их выделением следовало их рассмотрение как отдельных процессов, то есть чтобы сразу выделялись их «начало», «превращение» и «результат». В этом случае для каждого канала или этапа как головной записи на карточке список ветвления будут составлять три записи, соответствующие Н, П и Р данного канала или этапа.

Расстановка карточек в картотечном ящике осуществляется, как и прежде, по возрастанию буквенно-цифровых номеров головных записей.

Последовательно исчерпав сведения о возможности многократного дробления процесса на этапы и каналы, получаем многоуровневое дерево, описывающее его раздробленный состав, но отнюдь не структуру. Чтобы описывать структуры, надо уметь представлять в картотеке связи между процессами, логически, соединяющие, сцепляющие все, что перед этим было раздроблено.

Связь процессов

Рассмотрим некоторый отдельный процесс, обозначенный II. Ясно, что любая компонента начала этого процесса не возникает «ниоткуда» сама по себе. Она поставляется некоторым предшествующим процессом. Обозначим его как I. Взяв описание того и чругого процессов, укажем на тождественность I.P3. и II.HI. (рис.27). I )

Точно так же ни одна компонента «результата» процесса 11 не исчезает бесследно. Она служит частью начала, т. е. компонентной начала некоторого последующего процесса. Обозначим один из них как III. Дав описание процесса III, можем указать на тождественность, например, П.Р1. = Ш.Н2. и П.Р2. = Ш.НЗ. (рис.28).

Эти два примера иллюстрируют то, что называется продолжаемостью цепочек процесса влево и вправо, т. е. в прошлое и в будущее относительно конкретного отмеченного процесса.

Таким образом, связь между процессами осуществляется не непосредственно, а обязательно через объекты (компоненты). Отработав в одном процессе, объект попадает в другой. В цепочках процессов объекты и превращения строго чередуются (см. рис, 28).

Именно поэтому связь между процессами фиксируется однозначно и точно лишь после того, как в них выделены смысловые части Н, П, Р, а Н и Р раздроблены на компоненты так, что легко обнаружить описанные выше факты тождества компоненты результата одного процесса и компоненты начала другого.

Картотечное представление факта связи процессов

Факт связи процессов легко представить в картотеке. Это достигается тем, что вводится естественный тип ветвления информации: та или иная компонента начала процесса, например HI, ветвится на составляющие «связь» и «состав» так, как показано на рис. 29. При нумерации этого типа ветвления используется дополнительный маркер «С». На карточке-связи в ее списке ветвления записывают тождество данной компоненты начала и компоненты результата предшествующего процесса, приравнивая их (рис. 30). В данном случае список ветвления на карточке-связи состоит из одной позиции, но в общем случае это не так. Полная ясность относительно состава списка ветвления будет достигнута в дальнейшем при обсуждении способа представления вариантов связи, а введение карточки-связи не будет казаться искусственным.

Введение карточки-связи на равных правах с другими типами карточек эквивалентно покрытию в цепочке процессов (рис. 31) каждого тождества одной рамкой. Способ нумерации карточек был показан на рис. 30 (см. также рис. 29), а правило расстановки карточек в картотеке не изменилось.

Структура сложного процесса

Зная, как представить состав сложного процесса и как зафиксировать связи между частями этого состава, т. е. под-процессами различных уровней дробления, получаем простой способ описания структуры сложных процессов. Итог описания — столько всё более детальных структур, сколько уровней детализации имеется в дереве состава процесса. Так получается потому, что нельзя соединять связями компоненты разных уровней. Можно восстанавливать связи только между компонентами одного и того же уровня детализации.

Конкретно способ описания реализуется следующим образом. Просматривают картотечное описание состава процесса и по каждой компоненте начала каждого процесса задают один и тот же вопрос: «Какой предшествующий процесс порождает эту компоненту?» Находят этот процесс и соответствующую компоненту результата. Может случиться, что эта компонента результата была опущена, выпала из сферы внимания при описании предшествую-

щего процесса. В этом смысле восстановление связей есть дополнительное средство проверки полноты описания, полученного в ходе детализации процессов. Итак, найдя компоненту или добавив ее в предшествующем процессе, пополняют картотеку карточкой-связью.

Комбинаторное дерево состава процессов

Описание состава процесса принципиально не отличается от описания состава объекта. Поэтому, накладывая друг на друга деревья состава разных процессов и сливая их совпадающие части, получают для процессов эффект комбинаторного размножения, аналогичный тому, что обозначен нами выше как «6—>-1728» в случае объектов. В самом деле, при работе с практической информацией быстро обнаруживается, что расчленение процессов на этапы и каналы приводит к необходимости перечислять также и принципиально различные варианты их реализации. Наряду с разделимостью начинает проявляться вариантность информации. Их совместная фиксация приводит к построению комбинаторного дерева состава на семейство процессов одинакового назначения.

Картотечное представление комбинаторного дерева состава процессов

Картотечное представление комбинаторного дерева состава процессов ничем не отличается от представления комбинаторного дерева на семейство объектов. Если для этапа или канала до его членения на Н, П, Р можно назвать качественно отличные варианты выполнения, то в соответствующем списке ветвления нумерация проводится с использованием маркера «А».

Варианты связи процесса с предшествующими процессами

По определению, всегда существует хотя бы один предшествующий процесс, поставляющий данную компоненту начала данного процесса. В комбинаторном дереве состава процессов для данного процесса может быть несколько на выбор предшествующих процессов. Этот факт вариантности связей необходимо уметь фиксировать в картотеке. Это достигается простым дозаполнением списка ветвления в карточках-связях. При этом после маркера «С» справа без пробелов дописывают номер варианта связи: …Cl., …C2, и т. д. Пусть процессу V по компоненте V.HK. предшествуют как варианты процессы I—IV так, как показано на рис. 32, а. На рис. 32, б показано покрытие этой схемы карточкой-связью.

Морфологическая структура семейства процессов

Зная, как представлять комбинаторный состав семейства процессов и как фиксировать варианты связи процесса с предшествующими процессами, взяв их вместе и во взаимодействии, имеем спо-

соб описания комбинаторной структуры семейства процессов. В силу того, что в ней представлена как комбинаторика по составу, так и комбинаторика по вариантам связей процессов, назовем эту структуру морфологической.

В комбинаторном дереве состава процессов, на каждом уровне детальности, по каждой компоненте начала каждого процесса задаются одним и тем же вопросом: «Какие предшествующие процессы могут порождать эту компоненту и сколько их?» Отвечая на этот вопрос, пополняют картотеку карточками-связями с вариантами связей.
Рассмотрим, например, семейство процессов МГД-генераторов. Списочное представление картотеки этого семейства процессов имеет вид:

М.МГД-ПРОЦЕСС
М.!1. Нагрев металла в ядерном реакторе
М.!2. Ускорение рабочего тела в сопле Лаваля
М.!3. Конденсация паров металла
М.!4. МГД-прокачка жидкого металла
М.!5. Смешение жидкого металла и паров металла
М.!6. МГД-генерация ЭДС
М.!7. Сегарация двухфазной парожидкостной струи металла
М.!8. Впрыск жидкого металла в ядерный реактор МЛ. Нагрев металла в ядерном реакторе
M.1.IH. Начало
М.1.!П. Превращение
M.1.IP. Результат
М.1.Н. Начало (нагрева металла в ядерном реакторе)
М. 1 .Н! 1. Поток жидкого металла
M.1.HI2. Ядерный реактор на быстрых нейтронах
M.I.HI. » Поток жидкого металла (ненагретого, на входе в ядерный реактор)
M1.H1.IC. Откуда?
МЛ.HI.И. Состав потока, свойства
МЛ.HI.С. Откуда (поток жидкого металла)
Ш.Н1.СП.-Л18.Р1.
М.1.Н1.С!2.=М.4.Р1.
МЛ.Р. Результат (нагрева жидкого металла в ядерном реакторе)
M.1.PI1. Струя нагретого металла в паре металла
М.2. Ускорение рабочего тела в сопле Лаваля
M.2.IH. Начало
М.2ЛП. Превращение z
M.2.IP. Результат
М-2.Н. Начало (ускорение рабочего тела в сопле Лаваля)
M.2.HI1. Струя нагретого рабочего тела
M.2.HI2. Сопло Лаваля z
М.2.Н1. Струя нагретого рабочего тела
M2.HUC Откуда?
М.2.Н1.П. Состав струи нагретого рабочего тела
М.2.Н1.С. Откуда (струя нагретого металла перед ускорением в сопле Лаваля)
M2.Hi.cii.—m.i!pi.
M2.H1.CI2.-M5.P1.
М.2.Р. Результат (ускорение рабочего тела в сопле Лаваля)
М.2.РП. Ускоренный поток жидкого металла и пара
М.З. Конденсация паров металла
M.3.IH. Начало
М.3.1П. Превращение
М.З.’Р. Результат
М.З.Н. Начало (конденсации паров металла)
М.З.НП. Пары металла перед конденсацией
M.3.HI2. Конденсатор
М.З.Н 1. Пары металла перед конденсацией
М.З.Н 1.!С. Откуда?
М.З.HI.П. Состав паровой фазы
М.З.HI.С. Откуда (пары металла перед конденсацией)
МЗ.Н1.С!1.-М.в;Р2. М.9-Н1С12.-М.7.Р2.
М.З.Р. Результат (конденсации паров металла)
M.3.PI1. Жидкий металл
М.4. МГД-прокачка жидкого металла
M.4.IH. Начало
М.4.1П. Превращение
M.4.IP. Результат
М.4.Н. Начало (МГД-прокачки жидкого металла)
М.4.НП. Жидкий металл
M.4.HI2. МГД-насос
М.4.Н1. Жидкий металл (на входе в МГД-насос)
M.4.H1.IC. Откуда?
М.4.Н1.П. Состав жидкого металла
М.4.Н1.С. Откуда (жидкий металл на входе в МГД-насос)
М.4.Н1.С!1.^М.З.Р1. М.4.Р. Результат (МГД-прокачки жидкого металла)
М.4.РП. Поток жидкого металла
М.5. Смешение жидкого металла и паров металла
M.5.IH. Начало
М.5.1П. Превращение
M.5.IP. Результат
М.5.Н. Начало (смешение жидкого металла и паров металла)
M.5.HI1. Поток жидкого металла
М.5.Н!2. Пары металла
M.5.HI3. Смеситель
М.5.Н1. Поток жидкого металла (перед смешением с парами металла)
M.5.H1.IC. Откуда?
М.5.Н1.П. Состав
М.5.Н1.С. Откуда (поток жидкого металла)
М.5.Н1.С!1.^М.4.Р1.
М.5.Н2. Пары металла (перед смешением с жидким металлом)
M.5.H2.IC. Откуда?
М.5.Н2.П. Состав
М.5.Н2.С. Откуда (пары металла перед смешением)
М.5.Н2.С!1.=М.1.Р1.
М.5.Р. Результат (смешения жидкого металла и паров металла)
М.Б.Р! 1. Нагретый двухфазный поток металла М.6. МГД-генерация ЭДС
M.6.IH. Начало
М.6.1П. Превращение
M.6.IP. Результат
М.6.Н. Начало (МГД-генерации ЭДС)
М.6.НП. Ускоренный поток рабочего тела M.6.HI2. МГД-генератор
М.6.Н1. Ускоренный поток рабочего тела
M.6.H1.IC. Откуда?
M.6.H1.I1. Состав
М-6.Н1.С. Откуда (ускоренный поток рабочего тела)
М.6.Н1.СП.-М.7.Р1. М.6.Н1.С12.»М.Й;Р1.
М.б.Р. Результат (МГД-генерации ЭДС)
М.6.РП. ЭДС в цепи нагрузки
М.б.Р !2. Медленный парожидкостный поток рабочего тела
М.7. Сепарация двухфазной парожидкостной струи металла
M.7.IH. Начало
М.7.1П. Превращение
M.7.IP. Результат
М.7.Н. Начало (сепарации двухкомпонентной парожидкостной струи металла)
M.7.HI1. Двухкомпонентный парожидкостный поток металла M.7.HI2. Сепаратор
М.7.Н1. Двухкомпонентный парожидкостный поток металла
M.7.H1.IC. Откуда?
М.7.Н1.П. Состав
М.7.Н1.С. Откуда (двухкомпонентный парожидкостный поток металла)
М.7.Н1.СП.-М.2.Р1. M.7.H1.CI2-M.6.P2.
М.7.Р. Результат (сепарации двухфазной парожидкостной струи металла)
М.7.РП. Поток жидкого металла
M.7.PI2. Поток парообразного металла
М.8. Впрыск жидкого металла в ядерный реактор
МЛj.ffl. Начало
М..15.Я1 Превращение
J.!P. Результат
М.8.Н. Начало (впрыска жидкого металла в ядерный реактор)
М.8.Н11. Холодный поток жидкого металла M.8.HI2. Инжектор жидкого металла
М.8.Н1. Холодный поток жидкого металла
M.8.H1.IC. Откуда?
M.8.H1.I1. Состав
М.8.Н1.С. Откуда (холодный поток жидкого металла)
M.8.H1.CI1.-M.3.P1.
М.8.Н1.С!2. = М.6.Р2. М.8.Н1.С!3.=М.7.Р1.
М.8.Р. Результат (впрыска жидкого металла в ядерный реактор)
M.8.PI1. Поток «холодного» жидкого металла на входе в ядерный реактор

Выбирая в каждой линейке вариантов связей (отмечены звездочками) по одной и вычеркивая остальные, получаем, например, следующие технико-технологические схемы работы энергетических МГД-установок (рис. 33—36). На рисунках дана только топология связей. Компоненты начала и результата для простоты опущены. По оценке сверху всего на этом уровне возможно 96 схем МГД-установок.

Нумерация в приведенном списочном представлении картотеки отличается от нумерации, использовавшейся ранее. В номера записей списков ветвления введен дополнительно служебный символ «!». Это устраняет формальное дублирование номеров одинаковых записей в списке и позволяет различать одинаковые по содержанию, но различные по расположению в списке записи (т. е. отличать запись списка ветвления от дублирующей головной записи).

Представление о пространстве выбора общего вида

Рассматривая ранее семейства объектов, мы имели дело лишь с одним типом компонент при дроблении целого — с объектами. При рассмотрении семейств процессов результатом дробления были не только процессы, но и объекты (компоненты входа и выхода — «начала» и «результата»). Но только процессы дробились далее. Объектам же отводилась лишь роль связующих звеньев в цепочках процессов. Общим как в том, так и в другом случае было построение однотипных декомпозиций, соответствующих либо объектному, либо процессному представлению систем. Эти представления, обычно рассматриваемые как взаимно дополняющие друг друга, сами по себе являются весьма односторонними и неполными описаниями для семейства систем. Наиболее полное описание, осуществляемое с помощью имеющихся в нашем распоряжении выразительных средств, достигается при слиянии процессного представления с объектным, т. е. при построении единой процессно-объектной структуры для семейства систем.

Для получения единого процессно-объектного представления семейства систем мы должны, начиная с самого верхнего уровня, при проведении декомпозиции процессов одновременно обеспечить

декомпозицию и построение соответствующих структур для объектов — компонент начала и результата рассматриваемого процесса. Создаваемые таким образом объектные структуры не будут лишь детализацией соответствующих компонент начала и результата процессов каждого уровня. Подобъекты такой объектной структуры будут обязательно встречаться в качестве компонент начала и результата при дальнейшей детализации процессов. В итоге мы будем иметь не множество разрозненных объектных структур, сопровождающих единую процессную структуру, а единую объектную структуру. Более того, эти две структуры будут жестко связаны между собой на каждом уровне иерархии подобно тому, как связаны между собой начало, превращение и результат отдельного процесса. Совокупность этих двух взаимопроникающих структур и есть единое процессно-объектное представление семейства систем.

В качестве внемашинного представления единой процессно-объектной структуры может по-прежнему использоваться картотека. Действительно, полученная процессно-объектная структура не содержит ничего, кроме процессов, объектов и связей, и, следовательно, для ее представления в картотеке достаточно описанных ранее средств. Идентичность элементов объектной структуры и соответствующих компонент начала и результата из процессной структуры задается так же, как задаются связи между процессами. Ведь связь между процессами также рассматривается как тождество двух объектов: некоторого компонента начала процесса и некоторого компонента результата предшествовавшего процесса.

Картотека, отражающая единую процессно-объектную структуру, есть начальный вид пространства общего вида по некоторой системе. При этом пространство выбора общего вида потенциально содержит сведения о всех возможных системах некоторого семейства систем. Причем только в случае пространства выбора общего вида достигается объединение процессного и объектного представления систем.

Каждая запись в картотеке состояла из двух частей (полей записи): номера записи (вершины) и ее полного наименования. Этого было вполне достаточно для отражения признаков строения систем, но недостаточно для представления систем в целом. Для отражения информации о системах и семействах систем в целом необходимо описать еще целый ряд важных свойств как элементов систем, так и совокупностей элементов. Введение дополнительных атрибутов для описания свойств приводит к необходимости введения в каждую запись (картотеки, либо соответствующего машинного представления) дополнительных полей. Какие именно дополнительные атрибуты необходимо ввести, зависит от рассматриваемого семейства систем.

Пространство выбора общего вида дает концентрированную информацию о семействе систем в целом, т. е. одновременно должно обеспечивать информацией как обо всех возможных системах семейства вообще, так и о любой системе данного семейства в

частности. Общая логика использования пространств выбора общего вида при решении задачи конструирования систем представляет собой постепенный переход от рассмотрения широкого круга систем, которые можно породить на основе данного пространства выбора, к все более конкретному, узкому кругу систем и, в конечном итоге, к единственной системе данного семейства, наиболее полно удовлетворяющей условиям поставленной задачи. Работать сразу со всеми системами семейства, как правило, бывает невозможно. Но они, будучи в «сжатом» виде представлены с помощью предложенных средств, всегда образуют тот начальный класс систем (полное пространство выбора), с рассмотрения которого начинается процесс дедуктивного выбора, приводящий в результате к выбору единственной конструкции системы, обладающей заданными свойствами, или к выбору ограниченного множества конструкций таких систем. На каждом шаге процесса выбора результатом является некоторый класс систем, среди которых процесс выбора будет продолжаться. Этот класс на каждом последующем шаге выбора будет сужаться все более до тех пор, пока процесс выбора не будет прекращен. Иными словами, в процессе дедуктивного выбора происходит как бы движение от абстрактного вида желаемой системы ко все более конкретному. Характерной чертой такого процесса является сохранение основных признаков строения системы в результате каждого акта выбора и уточнение второстепенных. При этом сужение класса рассматриваемых систем в процессе дедуктивного выбора происходит, как правило, за счет уменьшения количества рассматриваемых градаций признака по каждому признаку строения системы.

Сохранение признаков строения системы при дедуктивном выборе, т. е. при переходе от общего вида системы к более частному, конкретному ее воплощению, является той основой, которая объединяет представление одной отдельной системы с представлением семейства систем и которая позволяет использовать единый инструмент для накопления информации как о семействе систем, так и о любой отдельной системе данного семейства. Именно по этой причине в качестве содержательной основы всего предшествовавшего изложения было выбрано рассмотрение конкретных способов фиксации информации о признаках строения систем.

Ранее признаки строения систем рассматривались как признаки строения объектов или процессов системы. В случае пространства выбора общего вида, при объединении процессного и объектного представлений систем с помощью единой процессно-объект-ной структуры признаки можно рассматривать в более широкой трактовке. Тогда выделение признаков строения систем будет соответствовать операции более общего характера — выделению частей целого, а различные варианты выполнения частей будут давать градации признаков. Эти два обобщающих типа ветвления: «целое — части целого» и «целое — варианты целого»—включают в себя все упоминавшиеся конкретные типы ветвления, в том числе и такие, как ветвление по связям, ветвление по смысловым состав-

ляющим процесса, по компонентам входа и выхода процесса и др. Этими двумя обобщенными типами ветвления обеспечиваются два важных свойства пространства выбора: разделимость и вариантность.

Заключение

Первоначально пространство выбора формируется систематиком в виде обычной картотеки. Основной «единицей» представления знаний о признаках строения систем в картотеке является карточка.

Каждая карточка, в списке ветвления которой перечисляются варианты, представляет собой точку выбора. Полный выбор всех наличных точек выбора составляет пространство выбора.

Пространство выбора имеет следующие основные свойства: связность, разделимость, вариантность, свойство иерархии, ком-бинаторность и наращиваемость. Эти свойства находят свое воплощение в том, какие типы карточек заполняют и как их расставляют в картотеке.

Связность пространства выбора средствами картотеки обеспечивается тем, что удваиваются отдельные записи. Первый раз формулировка понятия (объекта, связи, процесса, признака,…) фигурирует как позиция в списке ветвления какой-то карточки. Второй раз эта же формулировка появляется на другой карточке, но уже как головная запись, чтобы в ее поле можно было строить подчиненный ей список ветвления.

Разделимость реализуется на карточке тогда, когда после головной записи, обозначающей некоторое целое, в списке ветвления идет перечисление его частей, а именно: объект — части объекта, процесс — части процесса (начало, превращение, результат), «начало» («результат») — компоненты «начала» («результата»), компонента — строение, связь; «превращение» — каналы или этапы.

Вариантность реализуется на карточке всякий раз, когда в списке ветвления перечисляют варианты чего-то целого: объектов, этапов, каналов, связей, параметров, признаков.

Иерархия реализуется в картотеке в целом по мере того, как раз за разом обеспечивается связность, и после этого регистрируются разделимость или вариантность. Иерархия зафиксирована в строении номеров карточек.

Комбинаторность пространства выбора отражает тот факт, что комбинации признаков строения системы, выбранных каждый в своей точке выбора, соответствуют осуществимым конструкциям систем. Комбинаторность реализуется через разделимость, вариантность и иерархию, вместе взятые.

Наращиваемость отражена в самом устройстве картотеки и способе нумерации карточек. Она позволяет, если того потребует смысл принимаемой информации, в любом месте картотеки вставить произвольное (требуемое) число новых карточек. Свойство наращиваемости пространства выбора не рассматривалось нами

ранее. Но не потому, что оно не является существенным свойством пространств выбора, а потому, что это свойство наиболее очевидно теперь. Ранее его можно было декларировать, но для пояснений потребовалось бы слишком много слов. Теперь же мы пользуемся тем, что все предыдущее изложение подтверждает наличие у пространства выбора свойства наращиваемости.

Следует особо заметить, что совокупность приведенных в данной методике способов записи объектов, процессов и их семейств в форме пространства выбора не позволяет выпасть, ускользнуть из сферы внимания систематика ни одному признаку объектов и ни одной связи в сети процессов. Одновременно система рабочих правил имеет организующий, ориентирующий характер, диктует систематику очередную группу действий исходя из текущего состояния создаваемой картотеки или её машинного аналога.

Приложение — 01

Чем же так хороши процессные описания систем?

В данном документе сделано сравнение недостатков и преимуществ двух видов описания организационного процесса:

• в виде традиционного текста (канцелярита или языка технической прозы)
• в графическом виде – процессных схем

Кроме того, прояснены понятия «процессные схемы организаций», «чтение процессных схем», «цели и методы чтения процессных схем», «способы вмешательства в структуры процессов с целью их реинжиниринга».

1. Термин «читать», если понимать его в широком смысле, используется применительно к:

• техническим текстам,
• документам бухгалтерского учёта,
• картам военных, географов, геологов
• химическим регламентам сложного синтеза соединений,
• архитектурным и строительным чертежам и т.п.

Здесь ценится умение именно читать и исследовать подобные сложные документы. Во-первых, с целью понимания сложных процессов и структур, во-вторых, при конструктивном обсуждении проблем в группе соответствующих специалистов, то есть их «читают» и указывают на участки схем с целью аргументировать те или иные конструктивные предложения. Поэтому такое обсуждение и возможный спор и конфликт даже имеет специальное название – «конструктивный спор».

2. До недавнего времени не было документа, который можно было бы читать и аргументированно обсуждать в такой отрасли как совершенствование и реинжиниринг процессов в организациях. Для этого традиционно предлагали статичные документы «иерархия руководства подразделениями», «перечни вопросов ведения» и «должностные инструкции», даже подробное изучение которых никак не располагало к понимания целостного процесса, который осуществляет данная организация. Наконец, появились различные системы нотации (UML, IDEF и др) и заговорили (ISO 9001) о сложных бизнес-процессах (реализуемых организациями). Соответственно, потребовалось эти процессы графически отображать, чтобы визуально понимать и оценивать степень их сложности и проработанности, детали и т.п.

3. Общая и детальная схема технологии организационного процесса является необходимой исходной компонентой для разработки перечня задач реинжиниринга организации. В нижеследующей таблице кратко дано сравнение характеристик преимуществ и недостатков текстового описания и процессного описания организации в ПОСТ-нотации. Применены сокращения ТС (технологический текст), АПС (атлас процессных схем)

	Предмет сравнения	Текст	ПОСТ-сеть
01	Объём в знаках	Очень объёмные тексты с многочисленными повторами терминов (названий частей процесса)	Сеть с одноразовой записью названий процесса. Экономия текста примерно в 20 раз
02	Возможность выборочного чтения	Отсутствует	Максимально представлена и обслуживается системой инвертированных указателей
03	Возможность быстрого пополнения описания процесса путём целевого интервьюирования	Возможность организовать сфокусированный сбор «живого знания» отсутствует (приходится многократно перечитывать текст и пополнять его лишь спорадически)	Ввиду фиксации в сети ответственности исполнителей и локализованности функций пополнение схемы «живым знанием» проходит не как интервью, а как совместная работа со схемой «предметника» (носителя живого знания) и «аналитика (составителя схем)»
04	Время чтения	Время в темпе чтения текста	Время чтения схемы, сфокусированного на конкретной теме, в десятки раз меньше и информативнее
05	Возможность осуществлять в любой части процесса тематический иерархический детализирующий спуск	Детализирующий тематический иерархический спуск невозможен	Детализирующий тематический иерархический спуск осуществляется через цепь уточняющих номеров с листа на лист атласа процессных схем
06	Сложность повторного чтения	Повторное более экономное чтение требует индивидуальной (субъективной) подготовительной разметки текста, закладок и т.п.	Сложность повторного чтения минимальна и не требует закладок, ибо само строение атласа схем, можно сказать, является универсально и «сплошь закладочным»
07	Оперативная Сложность корректировки информации	Осложнена, так как из-за повторов нужно править в тексте все абзацы, где многократно применено то или иное понятие	В сети понятие «работает» на вполне определённом участке, в силу чего корректировка легко осуществима именно на этом участке и не затрагивает остальные листы АПС
08	Возможность проверки информации на полноту	Регулярных средств для этого в текстах нет. Проверка интуитивная, не формализованная и требует многократного перепрочтения текста	Проверка полноты наборов входа, выхода процесса осуществляется быстро и по строго определённым правилам
09	Контроль полноты ветвления информации по мере составления описания	Частично осуществляется с помощью элемента формата «список» в текстовом редакторе	Контролируется тип ветвления: по этапам, по каналам, по декомпозиции процесса, по формированию компонент входа и выхода процессов, по вариантам переключений действий
10	Представленность информации о связях между частями сложного процесса	Информация о связях не дана в явном виде (демонтирована), хотя и может содержаться в логических отсылках к другим частям текста, что требует специальных трудоёмких усилий по «монтажу» суммы связей	Информация о связях (следовании процессов) логически естественно фиксируется набором дуг и переключателей в процессной схеме
11	Целостный обзор суммы внесённых изменений	Визуально не осуществим	Достигается на основе средств цветового и графического кодирования элементов сети на листах АПС
12	Способ наращивания информации по мере составления	Спонтанный, не организованный	Наращивание выполняется «непреклонно и неизбежно» с помощью специальных организующих вопросников (Приложения 1, 2, 3)
13	Возможность объединить части описания, выполненные разными исполнителями	Переписывание суммарного текста в нужной последовательности и совместное длительное редактирование фрагментов	Автоматическая стыковка схем с нетрудоёмкой или автоматической выверкой правильности нумерационных ссылок
14	Наличие инструкций персоналу, который делает описание впервые («новичок»)	Отсутствуют, ибо опыт работы с литературным текстом приобретают индивидуально	Имеется полный набор инструкций по составлению атласа процессных схем
15	Скорость возврата к работе после длительного перерыва	Необходим достаточно длительный просмотр и перепрочтение отдельных документов и их частей участниками группы по-отдельности (коллективная работа затруднена) для освежения ментальных образов, сформированных в предыдущих сеансах работы с текстом	Представление о схеме и её деталях освежается за 10-15 минут в ходе группового просмотра и коллективных напоминающих комментариев членов группы.
16	Возможность перевода схемы процесса в программный код для автоматизации создания базы данных	Перевод технического текста в программный код невозможен	Имеется технология перевода схем из ПОСТ-нотации в UML-формат с последующим генерированием программных кодов для построения соответствующих баз данных
17	Возможность наметить участки процесса, подлежащие первоочередному реинжинирингу – выдать ТЗ на эту работу	В тексте это сделать невозможно. Приходится писать отдельные ТЗ и ТЗП и тематически увязывать их с текстом основного документа многочисленными ссылками	В ПОСТ-нотации технические задания на разработку и программирование однозначно и чётко привязаны к оконтурённым участкам сети (технологические цепочки, автоматизированные рабочие места и т.п.)
18	Возможность обозначить «глубину требований автоматизации» и распределить задачи по уровням иерархии процесса	Отсутствует	Естественным образом с помощью цветового кодирования и инвертированных указателей фиксируется непосредственно на листах атласа
19	Необходимость многократного возврата к исходному тексту, описывающему орг- и технологический процесс	Актуальна постоянно	Не актуальна. Предметники предпочитают работать с атласом схем ввиду его компактности и обозримости и реже обращаются к исходному тексту.