Bir Amaç Optimizasyonu Diğeri Maliyetli
Bir sistemi düşünün - iki performans hedefi var: Alt Sistem A performansı (P_A) ve Alt Sistem B performansı (P_B). Bu uygun bölge: hedeflenen paydaşı olan (P_A, P_B) kümelerini sağlayabilecek olan bölge.
Uygun bölgede, Pareto sınırı o noktalar sınırıdır: P_A'yi iyileştiremezsiniz P_B'yi düşürmeden, ya da tersi. Bu sınırda her nokta, her bir hedef için atanan ağırlıklara göre sistem optimumu olabilir.
Bileşen A optimumu: P_A'yi P_B'ye dikkat etmeden maximize edin. Bu, P_A'yi en üst düzeye çıkarmak ve P_B'yi feda etmek için uygun bölgedeki en sağdaki noktadadır - Pareto sınırının P_A'yi en üst düzeye çıkardığı ve P_B'yi feda ettiği kenarında.
Bileşen B optimumu: P_B'yi P_A'ya dikkat etmeden maximize edin. Aynı şekilde, P_B'yi en üst düzeye çıkarmak için sınırın tepesinde.
Sistem optimumu: Pareto sınırının içinde, her iki hedefi de dengeleyen bir noktadir. Herhangi bir bileşende bireysel en üst değilde - ama bütün sistemi en iyi şekilde çalıştırır.
Hamming'in diferansiyel analizi: geliştirilen amplifikatörler P_A'yi (amplifikatör performansı) maximize etti, ancak arayüz tasarım kabarcığı operasyonel noktasını değiştirdi ve P_B'yi (topraklama/araslararası performansı) düşürdü. Sistem optimumu, amplifikatör performansı üzerinde geri adım atarak arayüzün toleransının içinde kalmak zorunda kaldı.
Sistem Optimumunu Bul
Bir sistemi düşünün. Alt sistem A'nın performansı P_A = 2x - x², x ∈ [0, 2] arasında elde edilebilir. Alt sistem B'nin performansı P_B = 2(1-x) - (1-x)², aynı x değerleri için elde edilebilir. Paylaşılan değişken x, alt sistemler arasındaki paylaşılan kaynağın (örneğin, bant genişliği veya güç) nasıl bölündüğünü temsil eder. Toplam performans: P_total = P_A + P_B.
Uygun Bölge & Bağlayıcı Kısıtlamalar
Kısıtlamalara tabi bir sistem, uygun bölge F içinde çalışır. Kısıtlamalar, F'nin sınırını belirler.
Bağlayıcı kısıtlama: optimumda eşitlikle karşılanan bir kısıtlama (optimum kısıtlama sınırında yer alır).
Esnek kısıtlama: optimumda sıradanlıkla karşılanan bir kısıtlama (optimum sınırın içinde kesin olarak yer almaz).
Maksimum ilkesi (optimum teorisi'nden genel bir sonuç): lineer bir hedef üzerinde düz bir bölge olan bir uygun bölge üzerinde, optimum her zaman uygun bölgenin köşesinde - yani bağlayıcı kısıtlamaların kesiştiği yerde yer alır. Optimum, hedefin belirli bir yönde düz (sabit) olduğu yönlerde içindedir.
Hamming'in kuralı 2'nin geometrik terimleri: bir sistemin sınırlayıcı koşulları (kısıtlamaları) genellikle iç sınırlar içindeki optimum değerlerden daha önemlidir, çünkü optimum sınırda, içerde değil. Kısıtlama yapısı doğruysa, uygun bölge belirler; uygun bölgeyi elde ettikten sonra, optimum sınırda yer alır.
Arayüz, iki alt sistemin ortak bir kısıtlaması olarak görülür: iki bileşen arasındaki arayüz, bileşen B'nin ortak davranışını değiştirir - bu, bileşen B'nin uygun bölgesini dışa itebilir.
Hangi Kısıtlama Bağlayıcı?
Bir iletişim sistemi, gönderim gücü P (vatтаtlarda), bant genişliği B (MHz) ve gürültü faktörü NF (dB) olmak üzere üç tasarım değişkenine sahiptir. Verimlilik oranı C = B · log₂(1 + P/(N₀ · B · 10^(NF/10))), burada N₀ gürültü zeminidir.
Sistem, gönderim gücü P ≤ 10 W (enerji bütçesi), B ≤ 20 MHz (spektrum tahsisi) ve NF ≤ 6 dB (donanım sınırlı). Hedef, C'yi maksimize etmektir.
Arayüzün Paylaşılan Kısıtlama Olarak Kullanımı
İki alt sistem A ve B'yi kendi parametre alanları P_A ve P_B'de çalıştırın. Onların arasındaki bağlantı, sistem işlevini koruma için P_A'daki bir parametreyle P_B'deki bir parametreye ilişkin bir ilişki tanımlar: paylaşılan kısıtlama.
Örneğin: Hamming'in diferansiyel analayzöründe amplifikatörler (alt sistem A) bir çıkış akımı I_out üretir. Yerleştirme devresi (alt sistem B) maksimum bir akım I_max toler edebilir. Arayüz kısıtlaması: I_out ≤ I_max.
Subsistem A'yi (daha iyi amplifikatörler) iyileştirirseniz, I_out artar. Eğer I_out > I_max ise, arayüz kısıtlaması ihlal edilir - iki subsistem artık ortak parametreye sahip olan geçerlilik çalışma bölgesi dışında çalışıyor.
Arayüz tasarımı prensibi: arayüz kısıtlaması geçerlilik ve geçersizlik arasındaki sınırı belirler. bileşen tasarımı yapan kişi bu sınırı bilmelidir. sistem mühendisi bileşen değişikliği sırasında bu sınırın ihlal edilmediğini doğrulamalıdır.
Arayüz A veya B'nin mülkiyeti değil - ortak bir sistemindir. Bu nedenle, bileşen seviyesinde testler (A'nın tek başına test edilmesi, B'nin tek başına test edilmesi) arayüz hatalarını kaçırır. kısıtlama sadece ortak parametreye sahip olan parametreye görünür.
Arayüz Hatası Analizi
Bir yazılım sistemi iki hizmetten oluşmaktadır: Service A (veri alım) ve Service B (veri işleme). Service A, bir mesaj kuyruğuna kayıtlar yazarken, Service B, kuyruktan okur. Arayüz kısıtlaması: mesaj kuyruğunun en fazla 10.000 mesaj tutabilmesi. Service A'nın geçici verimliliği: T_A mesajı/saniye. Service B'nin geçici verimliliği: T_B mesajı/saniye.