A dekompozíció a gondolkodás művelete , amely az egésznek részekre bontásából áll. A dekompozíciót a problémamegoldás során használt általános technikának is nevezik , amely abból áll, hogy a problémát sok konkrét problémára osztják, valamint olyan feladatokra , amelyek nem haladják meg az eredeti problémát teljes komplexitásában , amelyek megoldásainak kombinálásával megoldást lehet alkotni az eredeti probléma egészét.
A bontást (a nehézségek (nehézségek) részekre bontását) a szakirodalomban először, explicit és jól elkülöníthető formában R. Descartes vette figyelembe a problémamegoldás („nehézségek”) négy alapvető szabályának felsorolásában. munka „ Beszéd a módszerről ”, amely a modern tudományos ismeretek felé való átmenetet jelentette.
A dekompozíció, mint a feldarabolás folyamata lehetővé teszi, hogy bármely vizsgált rendszert komplexnek tekintsünk, amely különálló, egymással összefüggő alrendszerekből áll, amelyek viszont szintén részekre bonthatók. Nemcsak anyagi tárgyak, hanem folyamatok, jelenségek és fogalmak is működhetnek rendszerként.
Általánosságban elmondható, hogy a dekompozíció a gondolkodás műveleteként az absztrakció és az általánosítás műveleteinek fordítottja .
A bontás a következő szabályok szerint történik.
A forrásrendszer a nulla szinten található. Feldarabolása után az első szintű alrendszereket kapjuk. Ezeknek az alrendszereknek vagy néhányuk felosztása a második szintű alrendszerek megjelenéséhez vezet, stb.
A felbontott rendszer egyszerűsített grafikus ábrázolását hierarchikus struktúrának nevezzük .
A hierarchikus struktúra egy elágazó blokkdiagramként ábrázolható , mint az 1. ábrán látható. egy.
Itt a C 1 kezdeti rendszer a nulla szinten helyezkedik el , alrendszerei pedig a következő szinteken (az ábrán látható szintek és alrendszerek száma tetszőlegesen van kiválasztva). A rendszer és kapcsolatainak teljesebb megértése érdekében a struktúra tartalmazza a szuperrendszert és annak alkotórészeit ( nullaszintű rendszerek, például a második C 2 rendszer ).
A hierarchikus struktúra elemzéséhez a gráfelmélet alkalmazható . Ez lehetővé teszi a grafikus modellről a matematikai modellre való áttérést, amelyben a leírás a Kirchhoff-féle elektrotechnikai vagy hidraulikus egyenletekhez hasonló egyenletek szerint történik.
A hierarchikus struktúrát gyakran faként ábrázolják, azaz zárt utak nélküli gráfként , ahol a csúcsok bizonyos szinteken vannak elrendezve, például, amint az az ábrán látható. 2. A legfelső szintű csúcsot (0 az ábrán) gyökérnek nevezzük.
ábrán látható grafikon. A 2 egy I-fának felel meg : az azonos szinteken található csúcsok a magasabban fekvő rendszerek kötelező elemei.
Tehát a 0.1 csúcshoz a kötelező elemek az 1.1, 1.2, a 2.2, 3.1, 3.2 és 3.3 csúcsokhoz pedig. Például egy autó egy motorból ÉS egy karosszériából ÉS egy alvázból áll.
Az ÉS-fával együtt egy VAGY-fát használnak, amelyben a struktúrák lehetséges elemeinek csúcsai, változatai azonos szinteken helyezkednek el . Például egy autónak van motorja VAGY belső égésű motorja VAGY gázturbinás motorja VAGY elektromos.
Gyakran használt ÉS-VAGY-fa , amely a szerkezet szükséges elemeivel összekapcsolja a szinteket ezen elemek egészére vagy egy részére vonatkozó opciók szintjeivel (3. ábra). Az ÉS és VAGY szintek kombinációja tetszőleges lehet, és nem kell váltakozniuk.
A bomlás jele lehet:
Tehát a fenti példában a motor, az alváz és a karosszéria kiválasztása az autó összetételében a funkcionális jellemzőknek megfelelően történt. Az ÉS-VAGY fák felépítésénél több jellemző kombinációja is lehetséges: az egyik állandó az ÉS-struktúrához, és minden szinten egy vagy különböző az VAGY-struktúra.
De ugyanakkor a megkülönböztetendő alrendszereknek kölcsönösen ki kell zárniuk egymást (ez különösen igaz az OR-fákra).
Például, ha például a motort kihagyjuk egy autó részeinek felsorolásakor, akkor a fennmaradó alrendszerek funkcionális kölcsönhatása nem biztosítja a teljes rendszer (autó) egészének normális működését.
Egy másik példában az autóban használt lehetséges motortípusok felsorolásakor a teljes ismert területet le kell fedni (bontás - működési elv szerint). Ha ez nehezen kivitelezhető, megengedett a meg nem említett (vagy ismeretlen) elemek egy csoportba (alrendszerbe) kombinálása és „egyéb” vagy „egyéb” elnevezése, vagy a motorok felosztása például „termikus” és „termikus” elemekre. nem termikus”.
Az azonos szinten egymást metsző alrendszerek, például „villanymotorok” és „váltóáramú motorok” használata kétértelműséghez vezethet, mivel nem világos, hogy ebben az esetben hol kell az aszinkron motort hozzárendelni .
A láthatóság érdekében ajánlatos minden szinten legfeljebb 7 alrendszert lefoglalni. Elfogadhatatlan, hogy az egyik alrendszer maga a rendszer.
A leírás részletességi fokát és a szintek számát az így létrejövő hierarchikus struktúra láthatóságának és érzékelhetőségének, a vele dolgozó szakember tudásszintjeinek való megfelelésének követelményei határozzák meg.
Általában az alrendszerek alsó (elemi) szintjének azt veszik fel, amelyen az alrendszerek találhatók, amelyek szerkezetének megértése vagy leírása az előadó (embercsoport vagy egyén vezetője) rendelkezésére áll. . Így a hierarchikus struktúra mindig szubjektív orientációjú: egy képzettebb szakember számára kevésbé lesz részletezve.
A hierarchia szintjeinek száma befolyásolja a struktúra láthatóságát: sok szint - a feladat nehezen áttekinthető, kevés szint - nő az azonos szinten lévő alrendszerek száma és nehéz közöttük kapcsolatokat létesíteni. Általában a rendszer összetettségétől és a szükséges tanulmányi mélységtől függően 3 ... 6 szintet különböztetnek meg.
Például egy mechanikus hajtás fejlesztésekor alapszintnek tekinthetjük a kerekeket, tengelyeket, csapágyakat és a motor egészét. Bár a csapágyak és a motor összetett elemek és időigényes kialakításúak, a fejlesztő számára készen megvásárolt termékként működnek elemi alkatrészként. Ha a motort fejleszteni kellene, akkor azt célszerű komplex rendszerként lebontani.
A hierarchikus struktúra felépítésénél annak heurisztikus jellege mindenekelőtt a szintek számának megválasztásában és az őket alkotó alrendszerek listájában nyilvánul meg. A legerősebb szubjektivitás az OR-fákban van, amikor a rendszer típusa még nem ismert, és lehetséges az eltérő ábrázolásuk. Ezen okok miatt a dekompozíciós módszert heurisztikusnak nevezik .
A tervezési folyamatban a dekompozíció elválaszthatatlanul összefügg az utólagos kompozícióval , vagyis az egyes részek (alrendszerek) összeállításával és egyetlen rendszerré való összekapcsolásával, a megvalósíthatóság mint egész, a kompatibilitás (különösen a különböző ágakhoz tartozó alrendszerek) és a konzisztencia ellenőrzésével. paraméterek (alulról felfelé irányuló tervezés). Az egyeztetés során szükség lehet egy új, korrekciós dekompozícióra.
Az általános rendszerelméletben bebizonyosodott, hogy a legtöbb rendszer felbontható alrendszerek alapvető reprezentációira. Ide tartoznak: elemek soros (kaszkád) kapcsolása, elemek párhuzamos kapcsolása, visszacsatolás segítségével történő összekapcsolás.
A dekompozíció problémája az, hogy összetett rendszerekben nincs egy az egyben megfeleltetés az alrendszerek működési törvénye és az azt megvalósító algoritmus között. Ezért a rendszerbontás több opciójának (vagy egy lehetőségnek, ha a rendszer hierarchikus struktúraként jelenik meg) kialakítása történik.