Показаны записи 7101 - 7110 из 30962
</>
Описание метода в настоящем курсе системноинженерног
metanymous в посте Metapractice (оригинал в ЖЖ)
Настоящий курс системноинженерного мышления будет использовать адаптированный (существенно упрощённый, изменённый для работы с системноинженерными, а не софтверными проектами, а также переведённый на русский язык) стандарт OMG Essence. Этот стандарт разработан в рамках
инициативы SEMAT (http://semat.org).
Утверждение его происходит в консорциуме по стандартизации OMG (Object Management Group, http://www.omg.org).
Адаптация для системной инженерии проводилась TechInvestLab (http://techinvestlab.ru).
Обсуждение этой адаптации и перевода на русский язык проходило на заседаниях Русского отделения INCOSE (http://incose_ru.livejournal.com).
инициативы SEMAT (http://semat.org).
Утверждение его происходит в консорциуме по стандартизации OMG (Object Management Group, http://www.omg.org).
Адаптация для системной инженерии проводилась TechInvestLab (http://techinvestlab.ru).
Обсуждение этой адаптации и перевода на русский язык проходило на заседаниях Русского отделения INCOSE (http://incose_ru.livejournal.com).
Ситуационная инженерия методов
Для того, чтобы обсуждать, как устроено мышление системного инженера, нам нужно для начала как-то описать инженерную деятельность, построить её "теорию": ввести основные понятия, которые присутствуют в каждом инженерном проекте и затем разные способы работы обсуждать с использованием этих понятий.
Описанием инженерной деятельности занимаются в рамках дисциплины "ситуационная инженерия методов". Она была основана идеологами объект-ориентированного движения, которые задали два основных структурированных (ибо неструктурированные в форме "просто книжки" никто не отменял) вида описания своих способов работы:
● использование "языков паттернов" (ищутся некоторые "паттерны" -- неформально определяемые способы решения задач, при этом каждый паттерн описывается по заранее известному шаблону, в который обычно входит описание проблемы и типовой способ её решения). Ассорти ссылок про языки паттернов тут:
http://ailev.livejournal.com/487783.html.
Паттерны -- это чистой воды эвристики, никаких попыток выйти на какие-то более-менее формальные "языки паттернов" не делалось. Само слово "язык" в
словосочетании "язык паттернов" используется неформально (просто чтобы указать на то, что в проекте используются разные паттерны в разных сочетаниях, как слова из какого-то языка).
● ситуационную инженерию методов, как дисциплина. Стандарты описания метода в такой дисциплине обычно представляет собой "мета-модель": описание языка, используемого для моделирования способов работы.
Для того, чтобы обсуждать, как устроено мышление системного инженера, нам нужно для начала как-то описать инженерную деятельность, построить её "теорию": ввести основные понятия, которые присутствуют в каждом инженерном проекте и затем разные способы работы обсуждать с использованием этих понятий.
Описанием инженерной деятельности занимаются в рамках дисциплины "ситуационная инженерия методов". Она была основана идеологами объект-ориентированного движения, которые задали два основных структурированных (ибо неструктурированные в форме "просто книжки" никто не отменял) вида описания своих способов работы:
● использование "языков паттернов" (ищутся некоторые "паттерны" -- неформально определяемые способы решения задач, при этом каждый паттерн описывается по заранее известному шаблону, в который обычно входит описание проблемы и типовой способ её решения). Ассорти ссылок про языки паттернов тут:
http://ailev.livejournal.com/487783.html.
Паттерны -- это чистой воды эвристики, никаких попыток выйти на какие-то более-менее формальные "языки паттернов" не делалось. Само слово "язык" в
словосочетании "язык паттернов" используется неформально (просто чтобы указать на то, что в проекте используются разные паттерны в разных сочетаниях, как слова из какого-то языка).
● ситуационную инженерию методов, как дисциплина. Стандарты описания метода в такой дисциплине обычно представляет собой "мета-модель": описание языка, используемого для моделирования способов работы.
Системноинженерное мышление коллективно
Ещё одной особенностью теоретической основы системной инженерии является то, что она должна учитывать коллективный характер человеческой деятельности. То есть понятие "система" каким-то образом должно быть увязано с другими понятиями, имеющимися в инженерном проекте -- это явно не понятие "система" в безлюдном мире типа мира естественных наук. Нет, системноинженерное мышление должно учитывать существование людей, оно должно облегчать согласование многочисленных людских интересов по поводу создания успешных систем, должно облегчать коллективную работу. Это означает, что в основе системноинженерного мышления должно быть целостное представление о человеческой деятельности (т.е. повторяющихся, типовых, присутствующих в культуре способах достижения цели -- отдельное уникальное "действие" ведь "деятельностью" не назовут) по созданию успешных систем. Системноинженерное мышление должно помогать размышлять не только о собственно целевой системе инженерного проекта (подводной лодке, компьютере, атомной электростанции, медицинском приборе), но и о системе деятельности ("проекте", обеспечивающей системе), которая создаёт эту целевую систему. Тем самым в основании системноинженерного мышления лежат:
● Системный подход (как думать о системах)
● Ситуационная инженерия методов (как думать о деятельности)
Ещё одной особенностью теоретической основы системной инженерии является то, что она должна учитывать коллективный характер человеческой деятельности. То есть понятие "система" каким-то образом должно быть увязано с другими понятиями, имеющимися в инженерном проекте -- это явно не понятие "система" в безлюдном мире типа мира естественных наук. Нет, системноинженерное мышление должно учитывать существование людей, оно должно облегчать согласование многочисленных людских интересов по поводу создания успешных систем, должно облегчать коллективную работу. Это означает, что в основе системноинженерного мышления должно быть целостное представление о человеческой деятельности (т.е. повторяющихся, типовых, присутствующих в культуре способах достижения цели -- отдельное уникальное "действие" ведь "деятельностью" не назовут) по созданию успешных систем. Системноинженерное мышление должно помогать размышлять не только о собственно целевой системе инженерного проекта (подводной лодке, компьютере, атомной электростанции, медицинском приборе), но и о системе деятельности ("проекте", обеспечивающей системе), которая создаёт эту целевую систему. Тем самым в основании системноинженерного мышления лежат:
● Системный подход (как думать о системах)
● Ситуационная инженерия методов (как думать о деятельности)
Поэтому появляется третье поколение системной инженерии, моделеориентированная системная инженерия. Она предусматривает использование логических (структурных) и физических (числовых) формальных моделей, которые могут непосредственно быть обработаны (проверены, оптимизированы) компьютером. Это позволяет достигать принципиально другой сложности целевых систем: компьютеры проверяют модели на отсутствие разного рода ошибок в разы более производительно и точно, чем это может сделать человек. Основной особенностью моделеориентированной системной инженерии является то, что используются не только численные физические модели, но и "логические" модели, использующие аппарат дискретной математики, плюс алгоритмические модели на языках программирования.
Четвертое поколение связано с тем, что моделируется уже не только целевая система, но и сами системные инженеры -- их творческие практики. Проводятся гибридные (статистические и логические одновременно) вычисления, характерные для программ искусственного интеллекта, а не нынешних программ физического и логического моделирования, при этом эти все вычисления-моделирования-оптимизации увязаны друг с другом. Особенность четвёртого поколения в том, что не только люди создают модели, а компьютер только проводит вычисления по этим созданным моделям, но и компьютерные программы создают модели: компьютер выполняет творческие функции, которые сегодня выполняет системный инженер. Человек работает в партнёрстве с компьютером, а не программирует компьютер.
Первое поколение -- это алхинженерия ("алхимическая" инженерия), по аналогии с алхимией по сравнению с химией. Помните алхимические неформальные описания химических реакций в те времена, когда не было ещё развитой химической нотации и понимания различий между химическими элементами и сложными веществами? Вот пример ...
(http://gothicsstyle.ru/2011/02/02/srednevekovaya-alximiya-recepty/)
Современное пояснение: "Философская ртуть -- свинец. Прокалив его, получаем массикот (желтую окись свинца). Это зеленый лев, который при дальнейшем прокаливании превращается в красного льва--красный сурик. Затем алхимик нагревает сурик с кислый виноградным спиртом -- винным уксусом, который растворяет окись свинца. После выпаривания остается свинцовый сахар -- нечистый ацетат свинца (чистый Рb (С2Н302) 2 · 3Н20--это бесцветные прозрачные кристаллы). При его постепенном нагревании в растворе сперва перегоняется кристаллизационная вода (флегма), затем горючая вода -- «пригорелоуксусный спирт» (ацетон) и, наконец, красно-бурая маслянистая жидкость. В реторте остается черная масса, или черный дракон. Это мелко раздробленный свинец. При соприкосновении с раскаленным углем он начинает тлеть и превращается в желтую окись свинца: черный дракон пожрал свой хвост и обратился в зеленого льва. Его опять переводят в свинцовый сахар и повторяют все вновь.
Это общий стиль мышления, речь тут не идёт только об алхимии. С любым знанием сначала так: хорошо ещё, что эти неформальные рассуждения вообще можно записать. Искусство создания более сложных объектов (например, каравеллы) было ровно что искусством: передавалась какая-то традиция, чертежей как таковых не было -- обходились эскизами и макетами, пространными текстовыми описаниями, передававшимися зачастую даже не в книгах, а в рассказах -- от мастера-инженера ученикам.
Классическая системная инженерия использует диаграммную технику -- это уже не вольные поэтические метафоры, как в алхинженерии, но много более строгие определения системы: чертежи, диаграммы, таблицы и т.д.. Но это не полностью формальное описание: его нельзя как-то формально проверить, оно предназначено для чтения и интерпретации только людьми. Если уподобить описание системы компьютерной программе по изготовлению системы, то это такая "программа", которую может выполнить только человек, но не станок-компьютер. Можно назвать это "псевдокодом": непосвящённый человек легко спутает псеводокод с компьютерной программой, но программист понимает, что псевдокод пишется для других людей, а не для компьютера. От псевдокода до реальной программы, реального формального текста на каком-то языке программирования примерно столько же работы, как от общего неформального понимания ситуации человеком до написания программы на псевдокоде.
Учебный проект обычно выполняется командой, в которой участвуют инженеры разных специальностей. Студенты-будущие системные инженеры обычно не любят работать в такой команде: через очень короткое время выясняется, что все представители разных специальностей имеют разные интересы (например, при конструировании автономного робота нужно согласовывать прочность механики, мощность тяжёлой батарейки, мощности моторов, скорость и тем самым тяжесть компьютеров и т.д. -- участники проекта каждый обосновывает необходимость его инженерных решений, несовместимых с требованиями других участников, а системный инженер вынужден решать появляющиеся проблемы). Студенту объясняется, что это и есть его работа: отныне и в будущем он всегда будет в эпицентре разработки, и его задачей как раз является решение всех проблем, возникающих от противоречий требований разных инженерных дисциплин. Его как раз учат адекватному мыслительному аппарату, позволяющему решать такие проблемы, и на этом учебном проекте он должен тренировать свои навыки системноинженерного мышления и учиться получать удовольствие от того, что он
решает казалось бы неразрешимые проблемы.
решает казалось бы неразрешимые проблемы.
</>
Программа магистерского курса системной инженерии
metanymous в посте Metapractice (оригинал в ЖЖ)
В качестве примера можно взять программу магистерского курса системной инженерии, который даёт великобританский Loughborough University, всего в этом курсе 180 кредитов (условно можно считать, что один кредит -- это 10 аудиторных учебных часов плюс столько же на самостоятельную подготовку). Обратите внимание на обязательные предметы: системное мышление, системная архитектура, "мягкие" системы (системы, включающие в себя людей), системное конструирование/проектирование (в английском используется одно слово: design, создание трехмерной кострукции материальной системы) -- это всё вместе занимает 60 кредитов , и столько же времени отводится на обязательный индивидуальный учебный проект. Ну, и ещё 60 кредитов тратится на курсы по выбору (инженерные и менеджерские возможности, управление инновациями и предпринимательство, холистическая инженерия, проверка и приёмка, понимание сложности, датчики и приводы).
Когда с простейшим синтаксисом и учебным миром мы проходим ступенечку понимания с маленькими детками и кладём первый участок этих «рельс
алгоритмического мышления», то дальше оказывается возможным пройти и весь курс седьмого класса. Секрет был просто в облегчении прохождения маленькой первой части большого сложного курса. Дитенка не может сразу одолеть сложный текстовый синтаксис, сложный мир робота, понятия алгоритмики. А упрощённый синтаксис и упрощенный мир на меньшем числе операторов алгоритмического языка он одолеть может, и после одоления первой ступеньки этой лестницы сложности дальше легко проходится вся лестница – до самой её вершины. На это изобретение ушло двадцать лет, а без первой ступеньки вся лестница была недоступна.
Мое утверждение в том, что системная инженерия – это вот такие же «рельсы в мозгу» для работы со сложными техническими системами. Если вы перестраиваете ваши мозги на основании курсов системной инженерии, прокладываете в мозгах «рельсы мышления системного инженера», то по окончании учебного курса в вашей голове вы сумеете удерживать как целое более-менее большие системы. Ну, а когда дойдет до уровня искусства, ибо этот уровень неразгаданного ещё мастерства всегда есть, выяснится, что системы, которые у вас удерживаются в голове как целое, много больше, чем те системы, которые удерживаются в голове самоучек, которые выросли в системных инженеров как Кулибины, сами по себе. Почему? Ну, потому что образованный Кулибин, он совсем гениальным Кулибиным будет, если он хорошо образован. А необразованный Кулибин имеет потолок в своей работе, поэтому ракеты у него время от времени будут взрываться и не долетать до той точки, куда надо.
алгоритмического мышления», то дальше оказывается возможным пройти и весь курс седьмого класса. Секрет был просто в облегчении прохождения маленькой первой части большого сложного курса. Дитенка не может сразу одолеть сложный текстовый синтаксис, сложный мир робота, понятия алгоритмики. А упрощённый синтаксис и упрощенный мир на меньшем числе операторов алгоритмического языка он одолеть может, и после одоления первой ступеньки этой лестницы сложности дальше легко проходится вся лестница – до самой её вершины. На это изобретение ушло двадцать лет, а без первой ступеньки вся лестница была недоступна.
Мое утверждение в том, что системная инженерия – это вот такие же «рельсы в мозгу» для работы со сложными техническими системами. Если вы перестраиваете ваши мозги на основании курсов системной инженерии, прокладываете в мозгах «рельсы мышления системного инженера», то по окончании учебного курса в вашей голове вы сумеете удерживать как целое более-менее большие системы. Ну, а когда дойдет до уровня искусства, ибо этот уровень неразгаданного ещё мастерства всегда есть, выяснится, что системы, которые у вас удерживаются в голове как целое, много больше, чем те системы, которые удерживаются в голове самоучек, которые выросли в системных инженеров как Кулибины, сами по себе. Почему? Ну, потому что образованный Кулибин, он совсем гениальным Кулибиным будет, если он хорошо образован. А необразованный Кулибин имеет потолок в своей работе, поэтому ракеты у него время от времени будут взрываться и не долетать до той точки, куда надо.
Выяснилось, что в обучении алгоритмике есть три существенных части, которые нужно учитывать. Первая часть – это, собственно, алгоритмическое мышление, это вот те самые рельсы в мозгу, которым нужно научить. Вторая часть – это синтаксис языка программирования, потому что алгоритм нужно как-то выражать, и без синтаксиса конктретного языка его не выразить. Третья часть – это необходимость работы алгоритмического мышления с объектами из какой-то среды, и поэтому учить на языках чисто процедурных нельзя, а надо подняться хотя бы на ступеньку так называемых «пакетных» языков типа Модула или Ада. Замечу, что речь даже не идет об объект-ориентированном современном программировании, это более элементарный уровень. Для школьного алгоритмического языка эта «пакетность» была сформулирована как необходимость наличия какого-то предметного мира, и связанного с этим миром исполнителя (а программное средство, поддерживающее этот подход назвали КуМиром – Комплектом Учебных Миров).
Раньше считалось, что учить алгоритмику нужно на примере математики. Люди из группы «Аттик» сказали, что нужно мир математики заменить на мир двигающегося на клетчатом поле робота с командами «вверх», «вниз», «влево», «вправо», «закрасить клетку». Я думаю, это многим знакомо, потому что я
рассказываю самый обычный школьный курс для седьмого класса.
Что же произошло в 2011 году? Люди из группы «Аттик» сказали: давайте мы оставим минимум понятий, необходимых для программирования – последовательность команд, подпрограмма, цикл «раз», условный оператор. Необходимость освоения синтаксиса по возможности исключим, язык у нас будет графический – нарисованные плашки с иконками-командами нужно будет укладывать мышкой в фиксированный набор ячеек для команд. При таком подходе можно учить даже тех, кто читать не умеет! «Вот эта плашка-стрелочка заполняет вот это вот место» -- вот и весь синтаксис. Мир был сделан совсем маленьким, команд движения роботом стало даже не четыре (по направлениям), а три (только «вперед» и повороты вправо и влево). И вот этим крохотным синтаксисом в крохотном мире смогли овладевать дети в детских садах, и не только в подготовительной группе, но даже и в старшей.
Как сказала одна из принявших участие в эксперименте воспитательниц, «я в первый год не верила, что вообще дети-шестилетки могут освоить оператор цикла, я думала, что их предел – только последовательность команд. На второй год я поняла, как этому циклу шестилеток-подготовишек учить, и теперь верю, что научить можно всех шестилеток. А эксперименты мы ведём уже со старшей группой, и эти эксперименты успешны». На моих глазах, глазах одного поколения, вузовский курс (я учил программирование на химфаке в 1975 году примерно в том же объеме, какой сейчас обсуждается для начальной школы) был опущен не только до уровня средней школы, но и до начальной школы, а большими кусками и до детсадовского уровня.
И если раньше это называлось «школьная алгоритмика», то появляются первые работы, первые доклады об успехах, в которых закрепляется термин «дошкольная алгоритмика». Алгоритмика – это ведь не просто расхожая уже «информатика для малышей», понимаемая как крайне упрощенная «логика» с задачками типа «вот уточки розовые, уточки желтые, вперемешку, найди общий признак и рассортируй на две кучки». Да, нынешние учебники «Информатика» в большинстве своём вообще не содержат алгоритмики, которая про составление и записи планов действий в неопределенном будущем. В «дошкольной алгоритмике» дети реальные программы пишут, причем не все взрослые такие программы смогут написать, смогут решить предлагаемые дошколятам задачи. Почему? У этих взрослых в голове просто нет этих «рельсов для мышления» в части алгоритмики.
Раньше считалось, что учить алгоритмику нужно на примере математики. Люди из группы «Аттик» сказали, что нужно мир математики заменить на мир двигающегося на клетчатом поле робота с командами «вверх», «вниз», «влево», «вправо», «закрасить клетку». Я думаю, это многим знакомо, потому что я
рассказываю самый обычный школьный курс для седьмого класса.
Что же произошло в 2011 году? Люди из группы «Аттик» сказали: давайте мы оставим минимум понятий, необходимых для программирования – последовательность команд, подпрограмма, цикл «раз», условный оператор. Необходимость освоения синтаксиса по возможности исключим, язык у нас будет графический – нарисованные плашки с иконками-командами нужно будет укладывать мышкой в фиксированный набор ячеек для команд. При таком подходе можно учить даже тех, кто читать не умеет! «Вот эта плашка-стрелочка заполняет вот это вот место» -- вот и весь синтаксис. Мир был сделан совсем маленьким, команд движения роботом стало даже не четыре (по направлениям), а три (только «вперед» и повороты вправо и влево). И вот этим крохотным синтаксисом в крохотном мире смогли овладевать дети в детских садах, и не только в подготовительной группе, но даже и в старшей.
Как сказала одна из принявших участие в эксперименте воспитательниц, «я в первый год не верила, что вообще дети-шестилетки могут освоить оператор цикла, я думала, что их предел – только последовательность команд. На второй год я поняла, как этому циклу шестилеток-подготовишек учить, и теперь верю, что научить можно всех шестилеток. А эксперименты мы ведём уже со старшей группой, и эти эксперименты успешны». На моих глазах, глазах одного поколения, вузовский курс (я учил программирование на химфаке в 1975 году примерно в том же объеме, какой сейчас обсуждается для начальной школы) был опущен не только до уровня средней школы, но и до начальной школы, а большими кусками и до детсадовского уровня.
И если раньше это называлось «школьная алгоритмика», то появляются первые работы, первые доклады об успехах, в которых закрепляется термин «дошкольная алгоритмика». Алгоритмика – это ведь не просто расхожая уже «информатика для малышей», понимаемая как крайне упрощенная «логика» с задачками типа «вот уточки розовые, уточки желтые, вперемешку, найди общий признак и рассортируй на две кучки». Да, нынешние учебники «Информатика» в большинстве своём вообще не содержат алгоритмики, которая про составление и записи планов действий в неопределенном будущем. В «дошкольной алгоритмике» дети реальные программы пишут, причем не все взрослые такие программы смогут написать, смогут решить предлагаемые дошколятам задачи. Почему? У этих взрослых в голове просто нет этих «рельсов для мышления» в части алгоритмики.
Курс алгоритмики, который считался на тот момент курсом высшего образования, в существенной его части был опущен до уровня курса для седьмого класса. В те бескомпьютерные времена были легенды о соревнованиях между учениками, которых учили алгоритмике с компьютерами и без компьютеров. Выяснилось, что ученики тех классов, кто учили вот школьный алгоритмический язык без компьютеров (с доской, тряпкой и листочками бумаги), часто побеждали учеников тех классов, которые учились с компьютерами. Почему? Для алгоритмики важно, чтобы в голове были сформированы навыки правильных мыслительных операций, чтобы в голове проложились рельсы, по которым двигается мышление. А с инструментом, или без инструмента – для скорости мышления это уже неважно. То есть вам поставили какой-то особый тип мышления, и это мышление начало работать, вы можете решать задачи в какой-то предметной области. В случае алгоритмики вы можете разворачивать какие-то конструкции с ветвлениями, у вас в голове появляется понятие последовательности, понятие цикла, понятие ветвления, условного оператора, понятие логических переменных, сложных условий. И когда это всё у вас в голове есть, вам все равно, на каком языке писать, и какие именно алгоритмы или планы писать.
Дочитали до конца.