में पहले दोट्यूटोरियल के कुछ हिस्सों को हमने सिस्टम स्तर पर सिस्टम आर्किटेक्चर और डिजाइनिंग को देखा और उसी समय सिस्टम कंपोजर को देखा। सिस्टम की वास्तुकला खुद ही उत्कृष्ट है, लेकिन आपको यह सुनिश्चित करने की आवश्यकता है कि यह विकसित प्रणाली के साथ जुड़ा हुआ है। वैसे, SysML या UML का उपयोग करते हुए पारंपरिक साधनों में इस तरह के कनेक्शन की कमी, सिस्टम कम्पोज़र के निर्माण का कारण था। तथ्य यह है कि कई कंपनियां पहले से ही विकास के लिए मॉडल-ओरिएंटेड डिज़ाइन (MOS) प्रतिमान का उपयोग करती हैं, और उन्हें सिस्टम इंजीनियरिंग के लिए तीसरे पक्ष के उपकरण का उपयोग करना पड़ा, जो असुविधाजनक था। इस अंतर को पाटने के लिए सिस्टम कम्पोज़र बनाया गया था। ट्यूटोरियल के इस अंतिम भाग में, मैं यह दिखाऊंगा कि मॉडल-ओरिएंटेड डिज़ाइन के लिए मैथवर्क्स टूलचैन के साथ सिस्टम कंपोज़र का उपयोग कैसे किया जाए।

आवश्यकताओं के लिए बाध्यकारी वास्तुकला

सबसे पहले, आइए परिभाषित करें कि क्या आवश्यकताएं हैं। आवश्यकताएँ हैं कि सिस्टम को क्या करना चाहिए। तकनीकी विशिष्टताओं से उनके अंतर यह हैं कि आवश्यकताएं सिस्टम के कामकाज का विवरण हैं। MATLAB / Simulink एक Simulink आवश्यकताएँ आवश्यकताओं प्रबंधन उपकरण है। यह आपको बाहरी सिस्टम से आईबीएम डीओआरएस जैसी आवश्यकताओं को आयात करने और देशी आवश्यकताओं संपादक में लिखने की अनुमति देता है। आवश्यकताएँ स्वयं एक्सटेंशन * .slreqx के साथ विशेष फ़ाइलों में संग्रहीत की जाती हैं। आवश्यकताओं को बनाएं और उन्हें AccessControl.slreqx फ़ाइल में सहेजें। हम पहले भाग से तर्क से आवश्यकताओं को स्वयं तैयार करेंगे:

RFID टैग रीडिंग प्रदान की जानी चाहिए।
RFID टैग से प्राप्त डेटा को बाहरी डेटाबेस में स्थानांतरित किया जाना चाहिए
डेटाबेस प्रतिक्रिया के आधार पर, एक प्रतिबंध या अनुमति उत्पन्न होती है
उपयोगकर्ता को एक्सेस की स्थिति के बारे में सूचित किया जाना चाहिए
एक्सेस स्थिति के आधार पर लॉक को अनलॉक किया गया है

इन आवश्यकताओं को आवश्यकताएँ संपादक में बनाया गया था, एक आवश्यकता निर्माण उपकरण जिसमें सिमुलिंक आवश्यकताएं शामिल थीं और एक फ़ाइल में सहेजी गई थीं। यदि आप आवश्यकताओं के परिप्रेक्ष्य के साथ मॉडल में इस फ़ाइल को खोलते हैं, तो हम निम्नलिखित देखेंगे:

किसी आर्किटेक्चर एलिमेंट के लिए एक आवश्यकता को संलग्न करने के लिए, केवल माउस के साथ वांछित आर्किटेक्चर एलिमेंट को आवश्यकता ट्रांसफर करें।

और क्या होगा अगर आवश्यकताएं बदल गई हैं, जैसा कि अक्सर डिजाइन के शुरुआती चरणों में होता है? हमारी वास्तुकला पर उनके प्रभाव का विश्लेषण कैसे करें? सौभाग्य से, Simulink आवश्यकताएँ आपको आवश्यकताओं में परिवर्तन को ट्रैक करने की अनुमति देता है और उन वास्तु तत्वों को चिह्नित करता है जो इन परिवर्तनों से प्रभावित थे:

आवश्यकताएँ टैब पर आवश्यकताओं के साथ एक वास्तुकला के कवरेज का विश्लेषण करने के लिए, शेयर का चयन करें और फिर ट्रेसेबिलिटी मैट्रिक्स उत्पन्न करें। एक ट्रेसेबिलिटी मैट्रिक्स बनाया जाएगा जो आवश्यकताओं और तत्वों के संबंधों को रेखांकन करता है। यह मैट्रिक्स एक तालिका है, जिसके कॉलम आर्किटेक्चर या मॉडल के तत्व हैं, पंक्तियाँ स्वयं की आवश्यकताएं हैं, और कोशिकाओं में आवश्यकताओं और तत्वों के बीच संबंध के बारे में ग्राफिक नोट होते हैं।

और यदि आप हाइलाइट मिसिंग लिंक बटन पर क्लिक करते हैं, तो मैट्रिक्स में उजागर तत्वों को पीले रंग में हाइलाइट किया जाएगा:

आवश्यकताओं की कवरेज की पूर्णता और उनके ट्रेसबिलिटी का विश्लेषण एक बहुत ही महत्वपूर्ण प्रक्रिया है यदि आप सुरक्षा के लिए महत्वपूर्ण प्रणाली बनाते हैं, तो यह हवाई जहाज, ऑटोमोबाइल या परमाणु रिएक्टर के लिए कोई मायने नहीं रखता है। ऐसी प्रणालियों के लिए आवश्यकताओं द्वारा खुला कोई तत्व नहीं होना चाहिए! यदि आप रुचि रखते हैं कि इन प्रणालियों को कैसे विकसित किया जाता है और उन्हें MOS प्रतिमान में कैसे विकसित किया जाता है, तो टिप्पणियों में लिखें, क्योंकि विषय बहुत व्यापक और लंबा है और ट्यूटोरियल के दायरे से परे है।

MATLAB में आर्किटेक्चर एनालिटिक्स

चूंकि सिस्टम कम्पोज़र मैथवर्क्स टूलकिन का हिस्सा है, इसलिए हम वास्तुकला के गुणों का विश्लेषण कर सकते हैं, रिपोर्ट बना सकते हैं, और बहुत कुछ कर सकते हैं। वास्तुकला का विश्लेषण आपको सिस्टम को लागू करने के लिए आवश्यक कार्य घंटों की संख्या, न्यूनतम वजन और आयाम, टीडीपी और इतने पर गणना करने की अनुमति देता है। और अगर हम व्यवस्थित रूप से विश्लेषण करते हैं, और एक बार नहीं, तो हम अपने सिस्टम के विकास की गतिशीलता देख सकते हैं, साथ ही समस्या क्षेत्रों को भी खोज सकते हैं।

आइए हमारे एसीएस के लिए हम काम के घंटों की संख्या की गणना करना चाहते हैं। सभी घटकों के पास एक सामान्य वर्कलोड संपत्ति है, और जाहिर है हमें इन गुणों के मूल्यों को जोड़ना होगा। ऐसा करने के लिए, आइए विश्लेषण मॉडल पर क्लिक करके विश्लेषण के लिए एक आर्किटेक्चर उदाहरण बनाएं, और फिर विश्लेषण के लिए GenericComponent का चयन करें:

फिर इंस्टेंट बटन पर क्लिक करें और निम्नलिखित परिणाम प्राप्त करें:

यहां हम प्रत्येक तत्व को वर्कलोड संपत्ति के मूल्यों को असाइन कर सकते हैं और इन मूल्यों को आर्किटेक्चर में ही अपडेट करने के लिए अपडेट बटन पर क्लिक कर सकते हैं। और हमें क्लिक नहीं करना है, क्योंकि उदाहरण आर्किटेक्चर से अलग से मौजूद है, और हम प्रोजेक्ट कॉम्प्रोमाइज खोजने या इष्टतम प्रॉपर्टी वैल्यू खोजने के लिए संपत्ति मूल्यों के साथ खेल सकते हैं। विश्लेषण खुद MATLAB में बनाए गए एक अलग फ़ंक्शन द्वारा किया जाता है। उदाहरण के लिए, हमारे "विश्लेषणात्मक" फ़ंक्शन के लिए कोड है:

function AccessControl_simple_analytics(instance,varargin)
if instance.isComponent()
workload = 0;    
    for child=instance.Components
        child_workload = child.getValue("GenericComponent.Workload");
        workload = workload + child_workload;
    end
instance.setValue("GenericComponent.Workload",workload);
end
end

फ़ंक्शन तैयार होने के बाद, विश्लेषण पर क्लिक करें और इसे सेलेक्ट फंक्शन मेनू में चुनें। अब, जब विश्लेषण बटन दबाया जाता है, तो वर्कलोड संपत्ति के मूल्य को संक्षेप में प्रस्तुत किया जाएगा:

यह वास्तुकला विश्लेषण का एक बहुत ही सरल उदाहरण था और वास्तविक, मुकाबला, विश्लेषण कार्यों में, MATLAB विश्लेषणात्मक क्षमताओं के पूरे स्पेक्ट्रम का उपयोग किया जाता है, जैसे वक्र फिटिंग, प्रतिगमन विश्लेषण, आदि।

यहां मुख्य बात यह है कि परियोजना को विकसित करने के लिए हमें अपनी वास्तुकला का व्यवस्थित विश्लेषण करना चाहिए।

घटकों और उनके कार्यान्वयन का संबंध

और अंत में, सिस्टम संगीतकार एक अलग उपकरण नहीं है जो सिमुलिंक से अलग से मौजूद है। वास्तुकला को परिभाषित करने के बाद, इसके प्रत्येक घटक को सिमुलिंक मॉडल से जोड़ा जा सकता है, जबकि आप मौजूदा मॉडल का चयन कर सकते हैं और स्वचालित रूप से एक मॉडल बना सकते हैं! यह आपको सिमुलेशन चलाने और सिस्टम की व्यवहारगत विशेषताओं को सीधे सिस्टम कम्पोज़र में देखने की अनुमति देता है।

सबसे महत्वपूर्ण बात, यदि कोई मॉडल किसी घटक से बनाया गया है, तो आवश्यक इंटरफेस के साथ इनपुट और आउटपुट पोर्ट स्वचालित रूप से मॉडल में उत्पन्न होते हैं। यह एक बहुत ही महत्वपूर्ण तिपहिया है, क्योंकि घटक एकीकरण आमतौर पर असंगत घटक इंटरफेस के कारण धीमा हो जाता है, और पूर्व-निर्मित इंटरफेस इस समस्या को हल करते हैं। प्रत्येक उत्पन्न मॉडल को एक विशिष्ट कलाकार को दिया जा सकता है और शांत हो सकता है कि इसे बाद में वास्तुकला में एकीकृत किया जाएगा

जाँच - परिणाम

तीन लेखों के दौरान, मैंने सिस्टम स्तर पर बुनियादी डिजाइन तकनीकों को दिखाया। जायजा लेने का समय आ गया है।

सिस्टम स्तर पर डिजाइनिंग के लिए कार्य के काफी विस्तृत विश्लेषण की आवश्यकता होती है और सहज उपकरणों की आवश्यकता होती है। सिस्टम कम्पोज़र एक आसानी से सीखने वाला टूल है और सिस्टम आर्किटेक्चर बनाने के लिए और साथ ही MATLAB की विश्लेषणात्मक क्षमताओं के विश्लेषण के लिए मॉडल-उन्मुख डिज़ाइन पद्धति का पूरा लाभ उठाता है।

डिजाइन निर्णयों के गहन विश्लेषण के लिए सिस्टम कम्पोज़र का उपयोग हमें घटकों की प्रकृति की समझ हासिल करने और सिस्टम में संभावित बाधाओं की पहचान करने की अनुमति देता है जो अन्यथा विकास के देर के चरणों में पाए जाते हैं। विश्लेषण के लिए विभिन्न तरीकों का उपयोग किया जा सकता है - डेटा प्रवाह विश्लेषण से संख्यात्मक विश्लेषण तक।

और, जैसा कि आप देख सकते हैं, सिस्टम स्तर पर डिज़ाइन करना बिल्कुल भी डरावना नहीं है, और सिस्टम डिज़ाइन का समर्थन करने वाले उपकरण आपको इसमें मदद करते हैं।

अधिक जानना चाहते हैं? हमने सिस्टम इंजीनियरिंग पर एक परिचयात्मक वेबिनार का आयोजन किया, और इस वेबिनार के हिस्से के रूप में, मैंने सिर्फ इस ट्यूटोरियल को दिखाया। और मेरे सहयोगी मिखाइल पेसेलनिक ने बताया कि सिस्टम इंजीनियरिंग की आवश्यकता क्यों है। वेबिनार ही यहाँ है ।

सिस्टम स्तर पर डिजाइन। भाग 3: लिंकिंग सिस्टम कम्पोज़र और मैथवर्क्स टूलकिन

आवश्यकताओं के लिए बाध्यकारी वास्तुकला

MATLAB में आर्किटेक्चर एनालिटिक्स

घटकों और उनके कार्यान्वयन का संबंध

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