Декомпозиция и агрегирование

И при аналитическом, и при синтетическом подходе наступает момент, когда необходимо разложить целое на части либо объединить части в целое. Будем называть эти операции соответственно декомпозицией и агрегированием. Рассмотрим технические аспекты выполнения этих операций.

Основной операцией анализа является разделение целого на части. Задача распадается па подзадачи, система — на подсистемы, цели — на подцели и т. д. При необходимости этот процесс повторяется, что приводит к древовидным структурам. Обычно (если задача не носит учебного характера) объект анализа сложен, слабо структурирован, плохо формализован, поэтому операцию декомпозиции выполняет эксперт. Если поручить анализ одного и того же объекта разным экспертам, то полученные древовидные структуры будут различаться. Качество построенных экспертами деревьев зависит как от их компетентности в данной области знаний, так и от применяемой методики декомпозиции.

Обычно эксперт легко разделяет целое на части, но испытывает затруднения, если требуется доказательство полноты и безызбыточности предлагаемого набора частей. Стремясь перейти от эвристического, интуитивного подхода к более осознанному, алгоритмическому выполнению декомпозиции, необходимо объяснить, почему эксперт разделяет целое именно так, а не иначе, и именно на данное, а не на большее или меньшее, число частей. Объяснение состоит в том, что основанием всякой декомпозиции является модель рассматриваемой системы. Однако основанием для декомпозиции может служить только содержательная модель рассматриваемой системы. Выбор формальной модели подсказывает, какого типа должна быть модель-основание; формальную модель следует наполнить содержанием, чтобы она стала основанием для декомпозиции. Эго позволяет несколько прояснить вопрос о полноте анализа, который всегда возникает в явной или неявной форме.

Полнота декомпозиции обеспечивается полнотой моделиоснования, а это означает, что прежде всего следует решить вопрос о полноте формальной модели. Благодаря формальности такой модели часто удастся добиться сс абсолютной полноты. Полнота формальной модели является необходимым, но не достаточным условием для полноты декомпозиции. В конечном счете, все зависит от полноты содержательной модели, которая строится «по образу» формальной модели, но не тождественна ей. Фрейм лишь привлекает внимание эксперта к необходимости рассмотреть, что именно в реальной системе соответствует каждому из составляющих фрейм элементов, а также решить, какие из этих элементов должны быть включены в содержательную модель. Это очень ответственный момент (ведь то, что не попадет в модель-основание, не появится в дальнейшем анализе) и очень трудный (заранее не всегда «очевидно», что данная компонента должна войти в основание).

Чтобы сохранить полноту и возможность расширения содержательной модели, можно рекомендовать осуществлять логическое замыкание перечня ее элементов компонентой «все остальное». Эта компонента, как правило, окажется «молчащей», поскольку к ней отнесено все, что кажется несущественным, но ее присутствие будет постоянно напоминать эксперту, что, возможно, он не учел что-то важное.

Операцией, противоположной декомпозиции, является операция агрегирования, т. е. объединения нескольких элементов в единое целое. Необходимость агрегирования может вызываться различными целями и сопровождаться разными обстоятельствами, что приводит к различным (иногда принципиально различным) способам агрегирования. Однако у всех агрегатов (результат агрегирования) есть одно общее свойство, получившее название эмсрджснтность. Это свойство присуще веем системам как проявление их целостности.

Как и в случае декомпозиции, техника агрегирования основана на использовании определенных моделей исследуемой или проектируемой системы. Именно выбранные модели определяют, какие части должны войти в состав системы и как они должны быть связаны между собой. Разные условия и цели агрегирования приводят к необходимости использовать разные модели, что в свою очередь определяет как тип окончательного агрегата, так и технику его построения. В самом общем виде агрегирование можно определить как установление отношений на заданном множестве элементов. Благодаря значительной свободе выбора в том, что именно рассматривается в качестве элемента, как образуется множество элементов и какие отношения устанавливаются (т.е. выявляются или навязываются) на этом множестве, получается большое количественно и разнообразное качественно множество задач агрегирования. Отметим основные агрегаты, типичные для системного анализа: конфигуратор (совокупность языков описания системы), агрегаты-операторы (конкретизация отношения) и агрегаты-структуры (описание связей на всех языках конфигуратора). Отметим также существование малоизученных способов агрегирования (например, самоорганизация).