Дерево признаков даже несложного объекта неудобно вычерчивать на одном хотя бы и большом чертеже. Плоскость чертежа не позволяет наращивать изображение дерева в любом месте, когда многие узлы уже вычерчены. Столкнувшись с такой ситуацией, приходится проводить длинные линии к свободному месту, пересекая при этом другие линии. Раз за разом изображение дерева становится все более запутанным. Конечно, в определенный момент изображение можно перечертить заново, устранив путаницу линий, но далее все может повториться, и как бы возникнет потребность раздвинуть чертеж в том или ином месте.
Поэтому, чтобы иметь возможность "раздвигать" картину в любом ее месте, проще всего начинать строить изображение, имея много листков и ссылаясь специальным образом от одного на другой, когда с одного на другой проходит связующая линия. По сути это и значит перейти к картотеке. Посмотрим, почему это возможно и чем выгодно.
При обзоре дерева признаков внимание поочередно фокусируется на
фактах ветвления (и точках ветвления). Рассматривают некоторый узел и
все непосредственно под ним подвешенные узлы. Всякий раз в это время
вся остальная часть рисунка как бы остается за кадром (рис.5.34).
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
| -- |
| Кадр-1 (пунктир) ¦1¦ |
| LT- |
| -------------------+-T--------T--------- |
г====== ¦ ====== ¦ ¦ ¦ |
¦ | --+- ¦ --+- --+- --+- |
¦ | ¦1.1¦ ¦ ¦1.2¦ ¦1.3¦ ¦1.4¦ |
¦ | L-T-- ¦ L-T-- L---- L-T-- |
¦ L - -¦- - - -¦- - - - - - ¦- - - - - - - - - ¦- - -
¦ кадр-2¦ ¦ ¦ ¦
¦ ----+--- ¦ --------T+------ ----+---
¦---+-- ---+--¦---+-- ---+-- ---+-- ---+-- ---+--
¦¦1.1.1¦ ¦1.1.2¦¦¦1.2.1¦ ¦1.2.2¦ ¦1.2.3¦ ¦1.4.1¦ ¦1.4.2¦
¦L------ L------¦L------ L------ L------ L------ L------
L===============-
Рис.5.34. "Кадр внимания" или карточка
В соответствии с этим каждый такой "кадр внимания" и то, что в него попало, будем называть карточкой (card).
Как видно из рис.5.34 карточки накрывают изображение дерева "внахлест". Чтобы, при случае, отодвинуть их друг от друга и, в самом деле, разделить плоскость чертежа на физически отдельные карточки, придется раздвоить изображение каждого узла так, как показано на рис.5.35.
-----------------------------------------------------
¦ -- ¦
¦ карточка A ¦1¦ ¦
¦ LT- ¦
¦ -------------------+-T--------T--------- ¦
¦ --+- --+- --+- --+- ¦
¦ ¦1.1¦ ¦1.2¦ ¦1.3¦ ¦1.4¦ ¦
¦ L-T-- L-T-- L-T-- L-T-- ¦
L------ | ------------------ | ------ | ------- | ----
------- | ------ | | |
¦ --+- ¦ --+- --+- --+-
¦ ¦1.1¦ ¦ ¦1.2¦ ¦1.3¦ ¦1.4¦
¦ L-T-- ¦ L-T-- L---- L-T--
¦карточка B ¦ ¦ ¦
¦ ----+--- ¦ --------T+------ ----+---
¦---+-- ---+--¦---+-- ---+-- ---+-- ---+-- ---+--
¦¦1.1.1¦ ¦1.1.2¦¦¦1.2.1¦ ¦1.2.2¦ ¦1.2.3¦ ¦1.4.1¦ ¦1.4.2¦
¦L--T--- L--T---¦L--T--- L--T--- L--T--- L--T--- L--T---
L---|-------|---- | | | | ----|---
---+-- ---+-- ---+-- ---+-- ---+-- ---+--¦---+--¦
¦1.1.1¦ ¦1.1.2¦ ¦1.2.1¦ ¦1.2.2¦ ¦1.2.3¦ ¦1.4.1¦¦¦1.4.2¦¦
L------ L------ L------ L------ L------ L------¦L------¦
¦ Z ¦
L--------
карточка C
Рис.5.35. "Раздвоение" дерева признаков,
выделение карточек
(точки "раздвоения" показаны пунктиром)
После этого можно поставить их в картотеку в порядке возрастания номеров, присвоенных старшему (верхнему, головному) узлу в каждой из карточек (рис.5.36).
-----------------------------
¦1.4.2.Программа "часы" ¦
--+-------------------------- ¦
¦1.4.1.Электропривод ¦ ¦
--+-------------------------- ¦ ¦
¦1.4.Слежение за Солнцем ¦ ¦ ¦
--+-------------------------- ¦ ¦ ¦
¦1.3.Несущий каркас ¦ ¦ +--
--+-------------------------- ¦ ¦ ¦
¦1.2.3.Теплоизоляция ¦ ¦ +--
--+-------------------------- ¦ ¦ ¦
¦1.2.2.Система герметизации ¦ ¦ +--
--+-------------------------- ¦ ¦ ¦
¦1.2.1.Труба ¦ ¦ +--
--+-------------------------- ¦ ¦ ¦
¦1.2.Поглотитель ¦ ¦ +--
--+-------------------------- ¦ ¦ ¦
¦1.1.2.Фиксатор ¦ ¦ +--
--+-------------------------- ¦ ¦ ¦
¦1.1.1.Линзы Френеля ¦ ¦ +--
--+-------------------------- ¦ ¦ ¦
¦1.1.Концентратор ¦ ¦ +--
---+-------------------------- ¦ ¦ ¦
¦1.Коллектор излучения ¦ ¦ +--
+-----------------------------+ ¦ ¦
¦1.1.Концентратор ¦ +--
¦1.2.Поглотитель ¦ ¦
¦1.3.Несущий каркас +--
¦1.4.Слежение за Солнцем ¦
L------------------------------
Рис.5.36. Порядок расстановки карточек (рисунка 5.35)
в картотеке
Конечно, все названные действия умозрительны. На практике же надо сразу начинать заполнять отдельные карточки начиная с ветвления дерева от корневого узла, постепенно формировать дерево, не прибегая к его изображению как целому.
На каждой карточке не обязательно показывать двухуровневый фрагмент дерева графически. Его структура всегда очевидна. Достаточно отделить номер и наименование старшего узла как головную запись на карточке, например, отчеркнув ее от остальных. Под чертой при этом поместить список ветвления, то есть номера и наименования подчиненных узлов в порядке возрастания друг под другом (рис. 5.37).
--------------------------- --------------------------
¦ ------- ¦ ¦1.2.Поглотитель ¦
¦ ¦Погло-¦ ¦ +-------------------------+
¦ 1.2 ¦титель¦ ¦ ¦ 1.2.1.Труба ¦
¦ L--T---- ¦ ¦ 1.2.2.Система герметиз. ¦
¦ -----+-T------- ¦ ¦ 1.2.3.Теплоизоляция ¦
¦ ---+-----+------+--- ¦ ¦ ¦
¦ ¦ТрубদСисте-¦¦Тепло-¦ ¦ ¦ ¦
¦ ¦ ¦¦ма гер¦¦изоля-¦ ¦ ¦ ¦
¦ ¦ ¦¦метиз.¦¦ция. ¦ ¦ ¦ ¦
¦ L------L-------L------- ¦ ¦ ¦
¦ 1.2.1 1.2.2 1.2.3 ¦ ¦ ¦
L--------------------------- L--------------------------
Рис.5.37.Переход к списковому представлению карточек
При таком способе представления каждый узел дерева в картотеке фигурирует дважды. Сначала он появляется в списке ветвления одной из карточек, а затем уже как головная запись - на другой карточке со своим собственным списком ветвления (см. рис.5.36).
Каждый висячий узел, по определению, не имеет списка ветвления, поэтому на карточке ниже соответствующей ему головной записи ставится знак "Z" (zero - нуль, пусто). Это показано на рис.5.38.
Можно поступать иначе, - метить символом Z позиции прямо в списке ветвления и не заводить на них "пустые" карточки, но тогда они не будут так бросаться в глаза.
-----------------------------------------
¦1.3.7.А5.Резьба коническая ¦
+----------------------------------------¦
¦ Z ¦
¦ ¦
¦ ¦
¦ ¦
¦ ¦
¦ ¦
L-----------------------------------------
Рис.5.38.Пример карточки для висячего узла
дерева признаков
Висячие узлы помечают знаком "Z" для того, чтобы они не попадали во фронт работ при наращивании картотеки. Узел можно временно обозначить как висячий и некоторое время с ним не работать, например, пока нет данных для анализа.
ПОЯВЛЕНИЕ ВАРИАНТОВ, ИХ НУМЕРАЦИЯ, ИЗОБРАЖЕНИЕ СЕМЕЙСТВА ОБЪЕКТОВ ОДНИМ ОБРАЗОМ
Перейдем к центральному моменту, центральной идее.
Рассматривая семейства объектов одинакового назначения, мы сплошь и рядом отмечаем элементы их сходства и различия. Когда мы это делаем, мы тоже строим "кадр внимания", аналогичный тому, что имеет место при рассмотрении частей одного объекта и их соотношения в рамках целого. В этом кадре внимания помещается некоторая функция (сходная, общая для всех изделий) и серия альтернативных различий, то есть качественно исключающих друг друга способов обеспечения этой функции в изделии.
Чтобы не повторяться, сошлемся на раздел "Типы ветвления информации" и единый способ описания. Заполняя карточки указанным образом, выявляя серии альтернатив во всех точках картотеки и на всех уровнях, мы построим картотечное представление пространства выбора.
Его основное преимущество - полная открытость для новой информации. Пространство пополняется без какой бы то ни было перестройки. Разумеется, если речь не идет об ошибочном заполненных карточках, которые надо исправить.
ВИЗУАЛИЗАЦИЯ ПРОЦЕССА ВЫБОРА.
Перед освоением этого раздела следует внимательно изучить прилагаемый эталонный пример пространства выбора на резьбовые соединения.
5.3.5.1. Еще одна метафора - "калейдоскоп."
Самый мощный в мышлении человека аппарат - аппарат зрительных ассоциаций. Визуальная работа с вариантами в пространстве выбора включает этот аппарат на полную мощность. Каков же механизм включения?
Всем нам с детства знаком калейдоскоп. Щепотка цветных стекол и три зеркальца дают бесконечное разнообразие орнаментов. В основу использования пространств выбора положен тот же комбинаторный принцип: желание из небольшого числа простых исходных идей и решений путем комбинирования получать большое число составных кострукторских решений. Но дело здесь сложнее чем с калейдоскопом, так как пространство выбора, как видно из вышеизложенного, скорее похоже на "матрешку" из вложенных друг в друга калейдоскопов. Вложений столько, сколько этажей имеет пространство, и в каждом калейдоскопе вместо стеклышек фигурируют разные признаки строения конструкций.
Рассмотрим небольшой "калейдоскоп", расположенный на самом нижнем этаже пространства. Он выглядит так, как показано в нижележащем фрагменте пространства выбора эталонного примера
1.6.4. Межрезьбовый контакт ("геометрия" резьбы)
‑1.6.4.1. Род резьбы
‑1.6.4.2. Ориентация резьбы
‑1.6.4.3. Число заходов резьбы
‑1.6.4.4. Профиль витков резьбы
‑1.6.4.5. Шаг резьбы
‑1.6.4.6. Профиль впадин внешней резьбы
‑1.6.4.7. Профиль впадин внутренней резьбы
‑1.6.4.8. Посадка резьбы
1.6.4.1. Род резьбы
-1.6.4.1.А1. Цилиндрическая резьба
-1.6.4.1.А2. Коническая резьба
1.6.4.2. Ориентация резьбы
-1.6.4.2.А1. Левая резьба
-1.6.4.2.А2. Правая резьба
1.6.4.3. Число заходов резьбы
-1.6.4.3.А1. Однозаходная резьба
-1.6.4.3.А2. Многозаходная резьба
1.6.4.4. Профиль витков резьбы
-1.6.4.4.А1. Треугольная резьба
-1.6.4.4.А2. Прямоугольная резьба
-1.6.4.4.А3. Трапециевидная резьба
-1.6.4.4.А4. Полукруглая резьба
1.6.4.4.А1. Треугольная резьба
‑1.6.4.4.А1.1. Угол профиля резьбы
‑1.6.4.4.А1.2. Наклон сторон профиля резьбы
1.6.4.4.А1.2. Наклон сторон профиля резьбы
-1.6.4.4.А1.2.А1. Симметричная резьба
-1.6.4.4.А1.2.А2. Асимметричная резьба
1.6.4.4.А1.2.А2. Асимметричная резьба
-1.6.4.4.А1.2.А2.А1. Пилообразная резьба
-1.6.4.4.А1.2.А2.А2. Упорная резьба
1.6.4.5. Шаг резьбы
-1.6.4.5.А1. Мелкая резьба
-1.6.4.5.А2. Крупная резьба
1.6.4.6. Профиль впадин внешней резьбы
-1.6.4.6.А1. Плоскосрезанные впадины
-1.6.4.6.А2. Впадины с закругленными плавными галтелями
-1.6.4.6.А3. Впадины увеличенного радиуса
-1.6.4.6.А4. Углубленные впадины
1.6.4.8. Посадка резьбы
-1.6.4.8.А1. Резьбовая пара с зазором (ГОСТ 16093-81)
-1.6.4.8.А2. Переходная резьба (ГОСТ 24834-81)
-1.6.4.8.А3. Резьбовая пара с натягом (ГОСТ 4608-81)
Рассмотрим всего два примера выбора в этом "калейдоскопе"
Пример 1.
-1.6.4.1.А1. Цилиндрическая резьба
-1.6.4.2.А2. Правая
-1.6.4.3.А2. Многозаходная
-1.6.4.4.А2. Прямоугольная
-1.6.4.5.А1. Мелкая
-1.6.4.6.А1. Плоскосрезанные впадины
-1.6.4.8.А2. Переходная резьба (ГОСТ 24834-81)
Пример 2.
-1.6.4.1.А2. Коническая резьба
-1.6.4.2.А1. Левая
-1.6.4.3.А1. Однозаходная
-1.6.4.4.А4. Полукруглая
-1.6.4.5.А2. Крупная
-1.6.4.6.А2. Впадины с закругленными плавными галтелями
-1.6.4.8.А3. Резьбовая пара с натягом (ГОСТ 4608-81)
А всего в этом фрагменте-"калейдоскопе" заключено 1536 различных комбинаций по геометрии резьбы.
Любую из этих комбинаций можно (в пространстве выбора резьбовых соединений) при комбинировании "подать наверх" как материал для дальнейшего комбинирования в вышерасположенном "калейдоскопе". А так как в него подают материал и другие "калейдоскопы" нижнего уровня, то в нем и сцепляются еще более сложные совместные комбинации: группы "калейдоскопов" взаимодействуют между собой через вышележащий.
Поднимаясь с этажа на этаж через эти вложения и взаимодействия "калейдоскопов", приходится, говоря приближенно и грубо, умножить 32 типа резьбы на 260 типов храповых шайб, 42 типа штифтов, 12 способов центровки резьбового соединения, 600 типов гайки, 1200 типов болтов и т.д. и получить астрономическое множество различных резьбовых соединений, которые, перебирая последовательно, не обдумать и за тысячи лет. Тогда зачем же нам этот сверхсложный многоэтажный калейдоскоп? В чем его польза и как им овладеть? Ведь он не придуман, он есть на самом деле. Не получается ли так, что построив пространство выбора, приходится иметь дело с бесконечностью?
На первый взгляд, - так оно и есть, но эту бесконечность легко обуздать, если превратить "калейдоскоп" пространства выбора в поле для совместной и согласованной работы человека и ЭВМ. Об этом ниже.