Запись структуры действий

Перейдем сейчас к рассмотрению записи структуры действий. Наиболее распространенным способом такой записи является изображение в виде графической схемы. Вспомним, как мы записывали организацию полевых работ по сбору экспериментального материала для составления таблиц хода роста (рис. 2).

Элементами в такой графической схеме являются ячейки и соединяющие их линии. Ячейки, как правило, соответствуют действиям, но они могут указать и на используемые источники или приемники данных (особенно в технических и программных схемах), на технические средства, документы, а также представлять собой краткие комментарии, быть указателем межстраничных переносов схемы и т. д. В ячейке или около нее могут быть записаны ее важнейшие характеристики.

Различными типам и видам действий соответствуют разные по форме ячейки.

В наибольшей степени формализованы и даже стандартизованы записи для составления алгоритмов и программ для компьютеров, разработки АСУ, АСУП, АСПР, САПР, сетевых графиков работ, например, в строительстве и т. д. Так, на изображение символов в схеме алгоритмов и программ для компьютеров есть специальный стандарт. Там введено изображение 20 типов действий: пуск и останов, действие-процесс, логический выбор (решение), ручная операция, вспомогательное действие, ввод-вывод данных, использование дисплея, оперативной памяти и т. д.

Соединительные линии могут соответствовать очередности действий, путям передачи информации и управления, согласованности ячеек и другого. Они могут быть разными по виду (толщине, цвету, конфигурации). Разный вид соединительных линий соответствует различиям в значимости связи, интенсивности передачи информации, особым режимам работы и другому.

Возле линий иногда пишут числовые или вербальные (словесные) характеристики связи. Стрелки на линии указывают строгую подчиненность или последовательность во времени или предпочтительное (доминирующее) направление связи.

Важным видом действий является логический выбор или условный переход. Он позволяет записывать структуру действий, пригодную для ряда способов ее осуществления. Этот элемент изображают в виде ромба.

Графические схемы есть развитие понятия графа. Схемы могут быть упрощены до уровня графов и исследоваться математическими методами. Эту сторону схем, которая затрагивает теорию графов, мы вынуждены в изложении опустить, так как она является самостоятельной, достаточно сложной частью математики, мало знакомой лесоводам, т.к. теорию графов на лесохозяйственных факультетах не изучают. Упоминание о ней здесь призвано напомнить, что те, кто пожелает впоследствии углубленно изучать системный анализ, должны ознакомиться и с этой областью математики.

Можно говорить об ориентированных и не ориентированных связях, (со стрелками или без них); о тупиковых и начальных элементах, т. е. таких, из которых никуда нельзя попасть или в которые нельзя попасть из схемы действий; о среднем числе связей на один элемент; о петлях и контурах в схеме; о сильно связанных частях схемы и т. д.

Примером графической схемы действий может служить алгоритм для разработки программы решения квадратного уравнения на компьютере. Это общеизвестное уравнение записывается как ах²+bх+с=0. Известно что его корни находят по формуле:

x₁/x₂ =.

Выражение b²-4ас называют дискриминантом (Д). Эта, казалось бы, совсем простая схема в графической записи выглядит достаточно внушительно (рис. 7.).

На рисунке 7 изображено 5 условных переходов и имеется шесть видов выходной информации.

Рис. 7 Схема действий по решению квадратного уравнения

Графические схемы могут иметь различные степени детализации — от весьма грубых для первоначального самого общего знакомства с системой до максимально подробных. Постоянная работа с графическими схемами (алгоритмами действий) вырабатывает привычку и навык оперировать категориями схемы: создавать сначала именно эту структуру.

Так, опытный конструктор даже мебель в квартире расставит сначала на схеме, испробовав разные варианты. При таком подходе экономится много сил и энергии, одновременно достигается оптимальное размещение всех предметов.

В сложных задачах построение схемы — самый эффективный способ работы с системой. На структурной схеме удобно найти место для внесения изменений, выяснить его влияние на результат и т. д.

Учитывая, что схемы относительно просты в построении, именно с их помощью целесообразно лесоводам, которые имеют, в общем-то, не очень большую математическую подготовку, решать задачи системного анализа.

Из других способов записи упомянем матричный (построение квадратной матрицы специального типа), а также стратовый, т. е. через слои, срезы — страты. Здесь они тоже детально не разбираются. При углубленном изучении системного анализа описание таких способов можно найти в учебниках для физико-математических специальностей университетов. Их названия приведены в списке литературы.