Проектирование. Проект. Проектная задача

Лекция №6 – Проектирование систем и творчество

Проектирование является процессом составления аргументированного описания, необходимого и достаточного для создания системы и последующей её эксплуатации. Полученное описание является проектом системы. Это официальные определения понятий “проектирование” и “проект”, следующие из нормативной документации.

В научно - прикладном аспекте более адекватным существу дела является определение:

Проектирование – дискретный процесс решения проектных задач на стадиях жизненного цикла, соответствующих периоду проектирования системы.

Проект – документально оформленное множество результатов решения проектных задач (принятых проектных решений), полученных на соответствующей стадии проектирования системы.

Существует два способа постановки проектной задачи:

- функциональная постановка на естественном языке,

- операторная постановка на основе выражения

Y = f (X),                                                      (3.1)

соответствующие модели “чёрный ящик”.

Чаще используется функциональная постановка, так как позволяет быстро получить хотя и приближённое, но, как правило, правильное проектное решение на

основе знаний и опыта разработчиков-инженеров, в том числе и не в последнюю очередь, с помощью интуиции, минуя кропотливую и длительную аналитическую работу.

Операторная постановка применяется реже и в тех случаях, когда важно оптимальное проектное решение. Тогда требуется отыскать проектное решение в форме аналитического выражения оператора f, что нередко соответствует выполнению научной работы разработчиком инженером-исследователем.

Различают три типа проектных задач: синтеза, анализа, принятия решения, которые образуют итерационный процесс выработки проектного решения, как показано на рис. 3.10.

Задача синтеза заключается в определении оператора f, что эквивалентно определению того, как устроен рассматриваемый объект.

Задача анализа – это определение значения Y для заданного значения X при известном операторе f.

Задача принятия решения сводится к выяснению того, обеспечивает ли данный оператор f (принятая конструкция объекта) соответствие расчетных (экспери-

ментальных) значений Y_{р (э)} требуемым значениям Y_т для рабочего диапазона значений X. Если “да”, то принимается проектное решение по данной проектной задаче, если “нет”, то осуществляется возврат к задаче синтеза и цикл повторяется для другого оператора f(иной конструкции объекта). Если после многократных итераций (циклов) не удаётся принять проектное решение, необходимо изменить исходные данные решаемой проектной задачи и повторить итерационный процесс. В исключительных случаях может потребоваться корректировка ТЗ (ТТТ).

Проектирование начинается с постановки и решения задачи синтеза, она образует основу процесса, а задачи анализа и принятия решения являются производными задачи синтеза. В свою очередь процесс решения задачи синтеза опирается на процедуру выбора. Тогда уместно следующее определение:

Проектирование (системы S) – это выбор из множества X доступных комплексов средств автоматизации подмножества x необходимых комплексов средств автоматизации, дополненных комплексами средств автоматизации y, имеющимися на объекте автоматизации, установление между элементами подмножеств x и y связей, выбранных из множества L возможных связей, для реализации множества Ф нужных функций, обеспечивающих достижения множества Ц поставленных целей с заданной эффективностью Э при выполнении множества требований ТЗ (ТТТ), и соблюдение множества О технических, финансовых, временных, интеллектуальных и иных ограничений.

Или в формальном виде:

 

S = f (X, x, y, L, Ф, Ц, Э,Т, О)                        (3.2)

 

В выражении (3.2) под знаком функции заключено такое число элементов,

из которых можно образовать немыслимое количество комбинаций. Если предпринять попытку выписать эти комбинации в строчку, то её длина окажется больше расстояния от Земли до Солнца. Перебрать эти комбинации не под силу не только всем существующим сегодня в мире ЭВМ, но и тем, которые появятся в будущем. Это свидетельствует о том, что кажущиеся системы на первый взгляд простыми, на самом деле являются очень сложными, так как обладают колос-

Рис. 3.10. Алгоритм решения проектной задачи   Обозначения: ТЗ (ТТТ) – техническое задание (тактико-технические требования), ИД – исходные данные,? – сравнение проектного решения с техническим заданием, N, M, L – количество итераций (циклов) решения задачи синтеза, изменения исходных данных, корректировки ТЗ (ТТТ) соответственно

 

сальным разнообразием состояний.

Это побуждает далее коснуться проблемы сложности как загадочного феномена реальной действительности.

Конкретно множество проектных задач (синтеза, анализа, принятия решения), которые требуется решить при проектировании системы, является мощным, т.е. содержит чрезвычайно много элементов. Однако его можно отобразить на компактное множество видов проектных задач, которое содержит всего 8 элементов, представленных в табл. 3.1 [23]. Физический смысл задачи каждого вида следует из её названия и очевиден. Эти задачи принято считать творческими. Решения таких задач образуют суть и уникальность любого процесса проектирования.

 

Творчество и системы

Проектирование есть созидательный процесс, направленный на построение образа того, что ещё не существует, т.е. новых по замыслу духовных, культурных, материальных ценностей. Любое новшество (решение, изобретение, открытие) первоначально возникает в конкретной индивидуальной человеческой голове как результат работы мысли, которая является единственной, кто может творить.

Любой человек от природы наделён творческими способностями, но степень их проявления у каждого своя. В большинстве своём люди обычны, часть их талантлива, некоторые гениальны. По красивому определению Шопенгауэра, талант попадает в цель, в которую никто не может попасть, а гений попадает в цель, которую никто не видит. Но и обычному человеку свойственны творческие находки. Именно такие творчески активные люди создают большинство ценных, изящных, красивых, нужных, целесообразных продуктов, являющихся всеобщим достоянием.

Творческое начало в деятельности мозга представлено механизмами сверхсознания. Сверхсознание – неосознаваемое рекомбинирование ранее накопленного опыта, которое побуждается и направляется доминирующей потребностью в поиске средств ее удовлетворения. Неосознаваемость рождающихся гипотез и замыслов спасает их от консерватизма сознания, от чрезмерного давления очевидности непосредственных наблюдений, от догматизма прочно усвоенных норм. За сознанием остаются функции формулировки проблемы, её постановки перед умом, а также вторичный отбор порождаемых сверхсознанием гипотез путём их логической оценки. На основании этого:

Творчество – мыслительный процесс на уровне сверхсознания, мотивированный, вдохновляемый и направляемый доминирующей потребностью или необходимостью создания ценных и целесообразных продуктов: материальных, культурных, духовных.

 

Таблица 3.1

 

Виды проектных задач

 

 

№ п/п	X	S	Y	Вид задачи
1.	-	-	-	сотворения
2.	+	-	-	утилизации
3.	-	+	-	освоения
4.	-	-	+	удовлетворения
5.	+	+	-	предложения
6.	+	-	+	производства
7.	-	+	+	ресурсосбережения
8.	+	+	+	модернизации

 

Нельзя научить другого творить, в лучшем случае, можно научить писать и читать. Всему остальному каждый учится сам – то и дело спотыкаясь, падая и снова поднимаясь.

Результативность творчества и его качество определяется талантом. Талант – это некая смутного происхождения склонность. Она заставляет человека всю жизнь без остатка посвятить делу, к которому он однажды почувствовал призвание, можно даже сказать, что-то заставило к нему обратиться, и он вдруг осознал, что только так ему дано реализовать себя, исполняя некое своё предназначение, использовать лучшее, чем он наделён от природы, обрести уверенность в том, что жизнь не растрачивается понапрасну.

Талант (греч. talanton – вес, весы) – выдающиеся природные способности к чему-нибудь, одарённость (Дар Божий) к чему-либо.

Творчество субъективно (или персонифицировано). У творческого человека неоспоримо сочетаются два свойства: изумительная производительность воображения и не менее изумительная тонкая и быстрая критическая способность. Но это не единственное противоречие, поскольку сама природа (или суть) творчества алогична. Американский психолог венгерского происхождения Михей Чиксентмихайи сформулировал десять парадоксов (от гр. paradoxo - неожиданный, странный) творческой личности [12]:

- творческие личности, будучи чрезвычайно энергичными, в то же время весьма часто спокойны и расслаблены,

- творческие люди отличаются умом и сообразительностью, но одновременно они довольно наивны,

- одновременная комбинация у творческого человека игривости и строгости, ответственности и безответственности,

- в творческой личности постоянно чередуются между собой воображение и фантазия с твёрдым ощущением реальности,

- творческая личность вмещает в себе такие противоположные черты, как экстраверсия и интроверсия,

- творческие личности отличаются удивительной простотой и одновременно высокомерной гордостью,

- творческие личности в определённом смысле избегают жестких стереотипов, навязываемых гендерными ролями. Так в большинстве культур, если не во всех, мужчина старается показать свою мужественность и пренебрежение, подавление тех сторон своего темперамента, которые традиционно считаются женскими. Подобный тип поведения свойственен и женщинам, которые, проявляя общепринятые формы женского поведения, стараются избегать мужских эталонов общения.

Творчески одарённые девушки доминантны и жестки с другими девушками, чем их обычные подруги, а творчески одарённые парни более сенситивны и менее агрессивны, чем их сверстники,

- творческая личность, проявляя традиционность и консервативность поведения, является и бунтующей, и низвергающей авторитеты,

- творческие люди чрезвычайно страстны, субъективны в работе вообще и в своей работе в особенности, но в тоже время они могут быть и чрезвычайно объективны в оценке себя и результатов своей деятельности,

- открытость и сенситивность творческой личности часто приводит её в процессе творчества к тяжёлым физическим страданиям и душевной боли, которые, как ни парадоксально, могут доставлять ей непередаваемое наслаждение.

Эти противоположные личностные черты наиболее часто характеризуют творческих людей. Конечно, данный список в определённом смысле произвольный. Возможно, некоторые важные личностные черты остались в стороне. Но более важно не забывать, что описанные выше противоположные черты (или любые другие) сложно найти у одного и того же человека. Уместна метафора: без умения видеть оборотную сторону идеи, она не может быть опознана, а без умения разглядеть лицевую сторону, идея не может быть принятия. Так и творчество представляет собой возможность оперирования человеком обеими сторонами противоположностей, существующих как внутри него, так и вне него. Именно такой тип личности и следует признать творческим.

Безусловно, не гении сотворили систему «Контур” или «Выборы”, ни та, ни другая не имевшая в то время аналогов, но, непременно, одарённые люди стояли у их истоков и принимали ключевые решения, которые воплотили в жизнь талантливые и способные специалисты. Эти системы уникальны во многих отношениях и являют собой пример начала индустриальной информатизации, когда механическая энергия атомов и молекул промышленного производства дополняется информационной мощью битов и байтов, которые правят бал в автоматизированных информационных системах, трансформируя их в индустриальные предприятия информационного типа [1-4].