12466

Методологія системного аналізу і системного моделювання

Лабораторная работа

Информатика, кибернетика и программирование

Методологія системного аналізу і системного моделювання Завдання: Ознайомитися з теоретичним матеріалом. Скласти конспект за планом: поняття системи основна властивість системи; найважливіші характеристики системи визначення; зміст і резул

Украинкский

2013-04-27

48.5 KB

1 чел.

Методологія системного аналізу і системного моделювання

Завдання:

  1.  Ознайомитися з теоретичним матеріалом.
  2.  Скласти конспект за планом:
  •  поняття системи, основна властивість системи;
  •  найважливіші характеристики системи (визначення);
  •  зміст і результат системного аналізу;
  •  поняття моделі і моделювання;
  •  як моделі можуть характеризувати основні властивості системи.

Системний аналіз як науковий напрям має більш давню історію, ніж ООП і ООАП, і власне предмет дослідження. Центральним поняттям системного аналізу є поняття системи, під якою розуміється сукупність об'єктів, компонентів або елементів довільної природи, що створюють деяку цілісність. Визначальною передумовою виділення деякої сукупності як системи є виникнення у неї нових властивостей, яких не мають складаючі її елементи. Прикладів систем можна привести достатньо багато - це персональний комп'ютер, автомобіль, людина, біосфера, програма і ін. Більш ортодоксальна точка зору припускає, що всі навколишні нас предмети є системами.

Найважливішими характеристиками будь-якої системи є її структура і процес функціонування. Під структурою системи розуміють стійку в часі сукупність взаємозв'язків між її елементами або компонентами. Саме структура зв'язує воєдино всі елементи і перешкоджає розпаду системи на окремі компоненти. Структура системи може відображати  різні взаємозв'язки, у тому числі і вкладеність елементів однієї системи в іншу. В цьому випадку прийнято називати більш дрібну або вкладену систему підсистемою, а більш крупну - метасистемою.

Процес функціонування системи тісно пов'язаний із зміною її властивостей або поведінки в часі. При цьому важливою характеристикою системи є її стан, під яким розуміється сукупність властивостей або ознак, які в кожний момент часу відображають найістотніші особливості поведінки системи.

Розглянемо наступний приклад. Як система уявимо собі "Автомобіль". Для цього випадку система охолоджування двигуна буде підсистемою "Автомобіля". З одного боку, двигун є елементом системи "Автомобіль". З другого боку, двигун сам є системою, що складається з окремих компонентів, таких як циліндри, свічки запалення і ін. Тому система "Двигун" також буде підсистемою системи "Автомобіль".

Структура системи "Автомобіль" може бути описана з різних точок зору. Найзагальніше уявлення про структуру цієї системи дає механічна схема пристрою того або іншого автомобіля. Взаємодія елементів в цьому випадку носить механічний характер. Стан автомобіля можна розглядати також з різних точок зору, найзагальнішою з яких є характеристика автомобіля як справного або несправного. Очевидно, що кожний з цих станів в окремих ситуаціях може деталізуватися. Наприклад, стан "несправний" може бути конкретизований в стани "несправність двигуна", "несправність акумулятора", "відсутність подачі палива" і ін. Важливо мати чітке уявлення, що подібна деталізація повинна бути адекватна вирішуваній задачі.

Процес функціонування системи відображає поведінку системи в часі і може бути представлений як послідовна зміна її станів. Якщо система змінює один свій стан на інший, то прийнято говорити, що система переходить з одного стану в інший. Сукупність ознак або умов зміни станів системи в цьому випадку називається переходом. Для системи з дискретними станами процес функціонування може бути представлений у вигляді послідовності станів з відповідними переходами. Більш точний графічний опис процесу функціонування систем буде даний в наступній лекції.

Методологія системного аналізу служить концептуальною основою системно-орієнтованій декомпозиції наочної області. В цьому випадку початковими компонентами концептуалізації є системи і взаємозв'язки між ними. При цьому поняття системи є більш загальним, ніж поняття класів і об'єктів в ООАП. Результатом системного аналізу є побудова деякої моделі системи або наочної області.

Поняття моделі так широко використовується в повсякденному житті. Стосовно програмних систем нас цікавитиме тільки те поняття моделі, яке використовується в системному аналізі. А саме, під моделлю розумітимемо деяке уявлення про систему, що відображає найістотніші закономірності її структури і процесу функціонування і зафіксоване на деякій мові або в іншій формі.

Прикладів моделей можна привести достатньо багато. Наприклад, аеродинамічна модель гоночного автомобіля або проектованого літака, модель ракетного двигуна, модель коливальної системи, модель системи електропостачання регіону, модель виборчої компанії і ін.

Загальною властивістю всіх моделей є їх подібність оригінальній системі або системі-оригіналу. Важливість побудови моделей полягає в можливості їх використовування для отримання інформації про властивості або поведінку системи-оригіналу. При цьому процес побудови і подальшого вживання моделей для отримання інформації про систему-оригінал одержав назву моделювання.

Примітка

Термін "моделювання" має досить багато смислових відтінків, наприклад, моделювання одягу або моделювання зачіски. Розгляд особливостей мови UML пов'язаний з питаннями логічного або інформаційного моделювання систем.

Найзагальнішою моделлю системи є так звана модель "чорного ящика". В цьому випадку система представляється у вигляді прямокутника, внутрішня будова якого прихована від аналітика або невідома. Проте система не є повністю ізольованою від зовнішнього середовища, оскільки останнє надає системі деякі інформаційні або матеріальні дії. Такі дії одержали назву вхідних дій. У свою чергу, система також надає на середовище або інші системи певні інформаційні або матеріальні дії, які одержали назву вихідних дій. Графічно дана модель може бути зображена таким чином (мал. 1.7).

Мал. 1.7. Графічне зображення моделі системи у вигляді "чорного ящика"

Цінність моделей, подібних моделі "чорного ящика", вельми умовна. Загальна модель системи містить деяку важливу інформацію про функціональні особливості даної системи, які дають уявлення про її поведінку. Дійсно, окрім найзагальнішої інформації про те, на які дії реагує система, і як виявляється ця реакція на оточуючі об'єкти і системи, іншої інформації ми одержати не можемо. В рамках системного аналізу розроблені певні методологічні засоби, що дозволяють виконати подальшу конкретизацію загальної моделі системи. Деякі з графічних засобів представлення моделей систем будуть розглянуті далі.

Процес розробки адекватних моделей і їх подальшого конструктивного вживання вимагає не тільки знання загальної методології системного аналізу, але і наявності відповідних образотворчих засобів або мов для фіксації результатів моделювання і їх документування. Очевидно, що природна мова не цілком підходить для цієї мети, оскільки є неоднозначною і невизначеною. Для побудови моделей були розроблені достатньо серйозні теоретичні методи, засновані на розвитку математичних і логічних засобів моделювання, а також запропоновані різні формальні і графічні нотації, що відображають специфіку вирішуваних задач. Важливо уявляти, що уніфікація будь-якої мови моделювання тісно пов'язана з методологією системного моделювання, тобто з системою переконань і принципів розгляду складних явищ і об'єктів як моделей складних систем.

Складність системи і, відповідно, її моделі може бути розглянута з різних точок зору. Перш за все, можна виділити складність структури системи, яка характеризується кількістю елементів системи і різними типами взаємозв'язків між цими елементами. Якщо кількість елементів перевищує деяке порогове значення, яке не є строго фіксованим, то така система може бути названа складною. Наприклад, якщо програмна СУБД налічує більше 100 окремих форм введення і виведення інформації, то багато програмістів визнають її складною. Транспортна система сучасних мегаполісів також може служити прикладом складної системи.

Другим аспектом складності є складність процесу функціонування системи. Це може бути зв'язано як з непередбачуваним характером поведінки системи, так і неможливістю формального представлення правил перетворення вхідних дій у вихідні. Як приклади складних програмних систем можна привести сучасні операційні системи, яким властиві риси складності як структури, так і поведінки.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

31599. ПОРУШЕННЯ ГЕМОСТАЗУ. Система гемостазу 76.5 KB
  За нормальних умов кров перебуває в рідкому агрегатному стані що забезпечується системою РАСК умовна назва від перших літер слів: рідкий агрегатний стан крові яка обумовлюється: 1 Впливом простацикліну який синтезується ендотеліоцитами із арахідонової кислоти під дією циклоксигенази ЦОГ і простациклінсинтетази ПЦС попереджує адгезію тромбоцитів до судинної стінки має виражений антиагрегантний вплив. 2 Впливом оксиду азоту NO який синтезується ендотеліоцитами із Lаргініну під впливом NOсинтетази дифундує у м‘язову оболонку...
31600. ПОРУШЕННЯ ЕНЕРГЕТИЧНОГО ОБМІНУ. ГОЛОДУВАННЯ 71.5 KB
  Енергетичний обмін – це складний біохімічний процес обміну речовин, в якому задіяний каскад біохімічних реакцій, в результаті яких енергія, закладена в структурі вуглеводів, білків, жирів, які надходять в організм, акумулюється в макроергічних зв‘язках особливих хімічних сполук, зокрема, АТФ.
31601. ПОРУШЕННЯ ЛІПІДНОГО ОБМІНУ 80.5 KB
  Характерні: а високий рівень холестерину і ТГ у плазмі; б ксантелазми ліктьові і колінні ксантоми жовтуватокоричневі відкладення ліпідів у шкірі долонних ліній і в місцях тиску кілець; в атеросклероз коронарних артерій периферичних судин і судин мозку; в ожиріння цукровий діабет гіпотиреоз. Клінічно проявляються: а загальним ожирінням б ожирінням печінки в цукровим діабетом г хронічними захворювання нирок д органними ангіопатіями є жировими відкладеннями в сітківці. 4 Гормональні порушення хвороби обміну...
31602. ПАТОЛОГІЧНА ФІЗІОЛОГІЯ НЕРВОВОЇ СИСТЕМИ. ПОРУШЕННЯ СЕНСОРНОЇ ФУНКЦІЇ НЕРВОВОЇ СИСТЕМИ 93.5 KB
  Екстралемнісковий шлях проводить больову чутливість пізня глибока і вісцеральна біль. На відміну від двох попередніх є багатонейронним і філогенетично більш давній. Біль неприємне сенсорне і емоційне відчуття пов’язане із загрозою або самим ушкодженням тканин. Особливості болю як виду чутливості: 1 Біль дає мало інформації про навколишній світ проте інформує про небезпеку яка може виникнути або уже виникла внаслідок дії ушкоджуючих факторів захисна функція болю.
31603. ПОРУШЕННЯ СИСТЕМИ ЛЕЙКОЦИТІВ 84 KB
  Периферична кров містить: 1 пул циркулюючих лейкоцитів близько 50; 2 пристінковий маргінальний пул близько 50. Для характеристики стану лейкоцитів використовують наступні показники: 1 Вміст лейкоцитів в одиниці об’єму крові. Збільшення вмісту лейкоцитів у крові одержало назву лейкоцитозу зменшення лейкопенії.
31604. ПОРУШЕННЯ СИСТЕМНОГО РІВНЯ АРТЕРІАЛЬНОГО ТИСКУ 96.5 KB
  Відповідно до цього виділяють 3и гемодинамічних варіанти артеріальної гіпертензії: 1. Виникнення артеріальної гіпертензії може обумовлюватися змінами функції регуляторних систем організму які забезпечують сталість артеріального тиску. При первинній артеріальній гіпертензії підвищення артеріального тиску не пов'язане із конкретним захворюванням чи патологічним процесом у тих чи інших органах і системах організму: причина підвищення артеріального тиску залишається неясною. Таку форму гіпертензії у різних країнах називають...
31605. ПОРУШЕННЯ ТРАВЛЕННЯ У КИШЕЧНИКУ. (МАЛЬДІГЕСТІЯ) 76 KB
  Він виникає внаслідок: 1 недостатності секреторної функції шлунка; 2 недостатності секреції соку підшлункової залози; 3 недостатньої секреції жовчі; 4 недостатньої секреції кишкового соку 12палої та порожньої кишок. П р и ч и н а м и такого явища можуть бути: а нейрогенне гальмування зовнішньосекреторної функції підшлункової залози при зменшенні тонусу блукаючого нерва чи отруєнні атропіном і ін. Такі фактори ведуть до порушення надходження у 12палу кишку ферментів підшлункової залози які відіграють вирішальну роль в травленні...
31606. ПРЕДМЕТ, ЗАДАЧІ І МЕТОДИ ПАТОЛОГІЧНОЇ ФІЗІОЛОГІЇ 78 KB
  Патологічна фізіологія це наука яка вивчає загальні закономірності виникнення розвитку і завершення хвороби. Особливість предмету патологічної фізіології полягає в тому що вона вивчає найбільш загальні закономірності виникнення і розвитку хвороби у той час як інші науки вивчають особливе спеціальне кожної хвороби. При цьому патологічна фізіологія як наука вирішує наступні задачі: 1 Встановлення сутності хвороби що таке хвороба. 2 Вивчення причин і умов виникнення хвороби чому виникає хвороба чи патологічний процес.
31607. ПУХЛИНИ 85.5 KB
  Доброякісні пухлини складаються із добре диференційованих клітин і зберігають типову структуру тієї тканини з якої виростають. Злоякісні пухлини характеризуються втратою диференціювання клітин спрощенням і атиповістю будови. Певна частина пухлин походить із клітин крові тобто є гемобластозами або із клітин сполучної тканини і є саркомами. Ендогенними називають канцерогени які утворюються в організмі з його нормальних компонентів: а канцерогенні поліциклічні ароматичні вуглеводні метилхолантрен які синтезуються із холестерину...