17343

Введение в курс Системное проектирование телекоммуникационных систем

Лекция

Информатика, кибернетика и программирование

Лекция 1. Введение в курс Системное проектирование телекоммуникационных систем 1.1.Общее понятие о системном проекте и системном подходе к проектированию сложных объектов Данная университетская дисциплина Системное проектирование телекоммуникационных систем отн...

Русский

2013-07-01

87 KB

11 чел.

Лекция 1. Введение в курс Системное проектирование телекоммуникационных систем

1.1.Общее понятие о системном проекте и системном подходе к проектированию сложных объектов

Данная университетская  дисциплина «Системное проектирование телекоммуникационных систем» относится к является новым, методически слабо определенным учебным дисциплинам. Сами понятие «системное проектирование» и «системный проект» в доступной нам литературе еще не определены.

Некоторые попытки дать определение «системный проект» давались в отдельных нормативних документах Министерства транспорта и связи РФ, а также в некоторых ведомствах Украины для конкретних предметних областей. Однако их трудно считать сколько нибудь обоснованными определениями.

К числу системних проектов относят:

  •  генеральные схемы, например, сооружений связи;
  •  проект «электронное правительство РФ»,
  •  проект единой АСУ вооруженных сил Украины (по публикации www.immsp.kiev.ua);
  •  генеральный план крупного города,
  •  генеральная схема размещения стратегически важних производств (например, для «особого периода») и т.п.

Для университетского курса, очевидно, необходимо дать по возможности точное и содержательное определение указанных выше понятий. В какой-то степени можно согласиться с чл.-кор. НАНУ А.О Морозовым и В.А.Коссом [1*], что название такого документа, как «системный проект» могло возникнуть  как ассоциация с системным подходом к проектирование сложных систем в определенной среде специалистов: среди элиты проектировщиков – генеральных и главных конструкторов сложных оборонных проектов; в известных отечественных, американских и европейских стандартах документа такого вида нет. Слишком упрощенно и узко было бы трактовать «системный проект» как некоторую дополнительную (предпроектную) стадию проектирования сложной системы.

Задаваясь целью определить это непростое понятие, предварительно дадим некоторые исходные аксиоматические определения на концептуальном уровне определения.

Определение 1. Проектирование. Под проектированием понимается уникальная креативная деятельность:

  •  ограниченная во времени (имеет начало и конец), ресурсам и времени;
  •  направленная на достижение заранее определённого результата/цели;

в качестве результата/цели выступает идеальный объект – проект, а в качестве возможного конечного результата – созданная в результате реализации проекта уникальная система (объект) заданного качества, представляющая социально-экономическую, техническую, культурную или иную значимую ценность.

Можно также утверждать, что практически ни одна значимая система (объект) не создается без проекта.

Определение 2. Системный проект имеет в своем названии ключевое слово «проект», следовательно, определение «системный» может указывать на одно из следующих возможных толкований проекта:

  •  а) сужающее объем и глубину проекта от нормативно установленного до некоторого допустимого уровня ограничения;
  •  б) расширяющее объем и глубину проекта за нормативно установленные границы;
  •  в) определяющее некоторый избранный набор аспектов сложной системы, подлежащих отдельной разработке вне основного, нормативно определенного по составу и содержанию, проекта.

Полагаем, что термин «системный проект» должен быть определен как весьма важная категория системной филосифии, имеющая серьēзную перспективу как способа раскрытия содержательного смысла, миссии, цели,  проблемы целостности и эмержентности сложной системы в проекте, а также организации проекта, процесса проектирования, сопровождения и реализации проекта. В методологическом плане «системный проект» как идеальный объект несомненно должен базироваться на системном подходе (СПд).

Термин «системное проектирование» может быть отнесен к виду интеллектуальной деятельности, связанную с созданием системного проекта; не вызывает сомнения целесообразность изучения такой важной для формирования системного мышления учебной дисциплины, в первую очередь, по инженерным специальностям.

1.2. Краткое содержание курса

Настоящий курс содержит следующие разделы:

  1.  

Элементы общей теории систем

  1.  

Научные (теоретические) основы системного подхода

  1.  

Сложные системы. Многообразие и свойства, в том числе:

природные системы;

инженерные системы;

социальные системы;

административные системы

  1.  

Обобщенная семантическая модель прикладной системы. Основы технологии разработки моделей сложных систем

  1.  

Элементы содержательного описания сложных прикладных систем.

  1.  

Процесс управления в сложной системе. Содержательное описание функций управления в прикладных системах основных видов

  1.  

Принципы и структура системного анализа и синтеза систем

  1.  

Методы качественного оценивания характеристик систем

  1.  

Системный проект и системное проектирование

  1.  

Конструирование прикладных сложных систем информационно-аналитической поддержки управления

  1.  

Организация и управление проектом информатизации в большой системе уровня ведомства

1.3. Расширенное определение системного проектирования и  системного проекта

По сложившимся понятиям системное проектирование включает в себя получение с требуемым уровнем детализации описаний таких атрибутов:

  •  объекта проектирования (экономический комплекс, технический объект, система управления, сообщество некоторых социально-экономических субъектов или биологических организмов);
  •  модели объекта (формализованное представление проектировщика об объекте);
  •  процесса проектирования (методы, средства, инструменты);
  •  системы организации и научно-методического обеспечения процесса проектирования
  •  результатов этого процесса (техническая документация, обеспечивающая организацию и осуществление всех этапов жизненного цикла.

Организация процесса проектирования предполагает создание совокупности методологических средств и мероприятий для подготовки и обоснования решений по определенной сложной проблеме, которые оформляются в виде программы разработки.

Дадим  общее определение системного проекта (СПр).

В расширенном понимании будем рассматривать СПр как абстрактный образ задуманного к созданию объекта (системы) с такими отличительными признаками:

  1.  высокая сложность и масштабность (по набору компонентов, системе взаимосвязей между ними, процессов, динамики, наличие множества неопределенностей и др.);
  2.  большая продолжительность жизненного цикла (от начала проектирования до утилизации);
  3.  высокая ресурсоёмкость создаваемого объекта и проекта;
  4.  комплексный (межотраслевой) по необходимому для реализации проекта способу организации и управления изыскиваемыми для его создания ресурсами;
  5.  системный подход к формированию проектных решений, междисциплинарность научно-методического и профессионально-кадрового обеспечения проекта (руководителей и главных конструкторов проекта и его частей, ученых-исследователей по отдельным аспектам проекта, системных аналитиков (Сан) различных направлений, инженеров, экономистов, математиков-программистов и др.)
  6.  Сложная целевая организация и управление проектом, включающая специалистов аппарата заказчика и структур исполнителей проекта и его отдельных частей;
  7.  разумная (рациональная) детализация описания всего объекта в целом и его отдельных компонентов в проекте на всех стадиях проекта и фазах его создания, обеспечивающая принятие организационных, проектных, технологических и других решений на всем жизненном цикле системы.

Различные частные определения системного проекта обычно связаны с необходимостью выполнением условий выполнения проекта, выставляемых заказчиком. Такие условия могут содержать по соглашению между заказчиком и главным разработчиком проекта представления, содержащие часть признаков ОСПр1÷ОСПр7  СПр. Обычно неизменным является условие представления системной концепции проектируемой системы, научное и технико-экономическое обоснование проекта, стратегия создания системы, этапность, укрупненная программа работ, организация и управление проектом и др. аспекты проекта, необходимые для принятия решений по принципиальным вопросам проектирования и создания проектируемой системы.

Повидимому, представление о системном проекте на интуитивном уровне  возникло уже в глубокой древности, когда возникали планы строительства колоссальных объектов, таких как пирамида Хеопса в Египте, Храм Святой Софии в Константинополе (Стамбул), собор святого Петра в Ватикане,  храмовый комплекс Ангкор Вате (Angkor Wat)  Камбодже, Великая Китайская стена и многих других. Трудно поверить, что такие объекты могли быть построены без хорошо проработанного системного проекта.

Если подавляющее большинство грандиозных сооружений прошлого спроектировано и создано по заказам правителей, большинство из которых известно; остались неизвестными истинные исполнители и руководители таких проектов. Исторические источники чаще всего авторство приписывают легендарным исполнителям вроде Исидора Милетского и Анфимия Тралльского (София), Имхотепа (гробница Джосера), Хемиуна (гробница Хеопса) и др.

Другое дело в ряде более поздних объектов, история которых зафиксирована и бережно сохраняется. В случае собора св. Петра однозначно можно утверждать (такие материалы можно видеть в музее собора) что при его строительстве заказчиками были император Константин, папы Лев ІІІ, Юлий ІІ и др. ), соответствующие проекты современного собора (его архитектурную, генпланировочную, конструкцию. художественно-оформительскую части были созданы несомненно  величайшими конструкторами и строителями того времени, руководившие проектами и строительством собора (длилось более 70 лет): Браманте, Рафаэль, Микеланджело, Бернини и другие били не только универсальными мастерами живописи, скульптуры и архитектуры, но и выдающимися системно мыслящими зодчими (генпланировщиками, архитекторами, конструкторами и строителями) эпохи Возрождения.

Не всегда  могла сохраниться техническая документация проекта, поскольку в те далекие времена заказчики и творцы такого проекта замысел и документацию держали в секрете, а сам замысел (проект) и создание таких объектов было принято приписывать исключительно правителям – заказчикам или, говоря современным языком, инвесторам таких проектов.

Методология, определяемая как «системное проектирование» (СП), строго говоря, еще не сложилась и находится в состоянии становления. В последнее десятилетие сложилось достаточно распространенное представление о СП, как  особой системе организации проектирования для получения проекта нового, ранее не существовавшего системного объекта (системы): объект проектирования, его модель (представление проектировщика об объекте), собственно процесс проектирования и результат этого процесса (техническая документация, обеспечивающая организацию и осуществление всех этапов жизненного цикла экономического объекта) формируются как системы.

Методической основой системного проектирования (СП) является системный подход (СПд) – направление методологии анализа, синтеза и исследования, в основе которого лежит рассмотрение сложного объекта как целостного множества элементов в совокупности отношений и связей между ними, то есть рассмотрение объекта как системы; кроме того СПд – это некоторый способ организации наших действий, такой, который охватывает любой род деятельности, выявляя закономерности и взаимосвязи с целью их более эффективного использования для достижения поставленной цели. При этом системный подход является не столько методом решения задач, сколько методом постановки задач. Как говорится, «правильно заданный вопрос – половина ответа». Это качественно более высокий способ познания, нежели просто предметный.

1.4. Основные сферы приложения СПр:

Элементы методологии СПр на эмпирическом уровне достаточно давно нашли применение при разработке генеральных планов развития крупных регионов и производственных комплексов, при проектировании создания и производства сложных промышленных объектов (авиастроении, судостроении, ракетостроении, энергетики), при разработке планов и проведении военных операций и др.).

Можно указать следующие основные сферы приложения СПр:

  •  производства (размещение и развитие производства, организация производства и продвижения на рынок сложных продуктов;
  •  строительства и развития сложных территориальных и территориально-промышленных и градостроительных комплексов
  •  разработки планов и программ социального, экономического, гуманитарного и др. направлений;
  •  проектирования сложных объектов и технологий;
  •  проектирования и создания крупных систем информационной и информационно-аналитической поддержки процессов управления в административных системах и автоматизированных системах управления технологическими процессами;
  •  проектирования и создания информационно-телекоммуникационных систем и сетей регионального, общегосударственного и объектового уровня;
  •  разработки стратегий устойчивого развития, выхода из кризисных ситуаций и стабилизации народного хозяйства в масштабах страны, региона, территориально-отраслевого комплекса;
  •  других сфер, где требуется эффективное разрешение проблемных ситуаций.

1.5. Системное проектирование как вид специфической  профессиональной деятельности

Полагаем, что системное проектирование (СПр) как вид специфической  профессиональной деятельности,  должно иметь свою методологию,  технологию и организацию работ,  направленные на получение определенного интеллектуального продукта – системного проекта (СПрт) некоторого, заведомо сложного, синтезируемого искусственного объекта (системы), содержащего:

  1.  Определение сложного физического или абстрактного объекта (далее «Объект» или «Система»), имеющего производственную, социальную, научную, культурную и др. значимость, являющегося объектом системного проектирования;
  2.  Цель (системы целей) создания сложного Объекта (SOb) или сложной системы (SSys); в дальнейшем не будем различать эти понятия (SOb, SSys) и будем применять в основном сокращение SSys;
  3.  Обоснование целесообразности,  принципиальной возможности создания SSys, осуществимости проекта SSys и его потенциальной эффективности;
  4.  Конструктивное представление генеральной концепции построения SSys;
  5.  Варианты стратегии создания SSys;
  6.  Научную, техническую, технико-экономическую, иллюстративно-описательную и другую документацию (НТДПр_SSys), раскрывающую сущность SSys, её структуру, модель системы в целом, систему моделей ее объектов, процессов,  методов  моделирования, проектирования, создания, управления её стояниями, свойствами и поведением, а также организации и управления комплексом проекта.
  7.  Другие аспекты СПр.

По своей операционной сущности СП является комплексом взаимосвязанных процедур синтеза некоторой заданной SSys, отображаемой  в различных формах представления на различных этапах разработки СПр. Естественно, при  выполнении проекта используется весь арсенал средств и инструментов проектирования: от аналитических и модельных исследований до рабочей техдокументации, планов, программ.

Приведенный ориентировочный состав системного проекта сложной системы (СПр_SSys), указанный в пп. Сод_1÷Сод_7, автором взят из обобщения практики выполнения таких проектов в сфере создания информационно-аналитических систем масштаба министерства (ведомства) и в некоторых других сферах, по еоторым удалось найти открытую информацию. Можно, априори, утверждать, что подобный проект является весьма значительным ресурсно затратным комплексом научных, проектных и организационных мероприятий.

Представления системного проекта

В настоящее время понятие «системный проект» на практике рассматривается в следующих основных представлениях:

  1.  Исчерпывающий проект сложной системы из указанных выше сфер;
  2.  Концептуальная часть проекта сложной системы (без технической, конструкторской, технологической, эксплуатационной и другой документации);
  3.  Сводный том (тома) проекта сложной системы, содержащие генеральные решения по системе в целом и их научно-методическое обоснование;
  4.  Специально определенный состав проекта, направленный на раскрытие отдельных проблемных вопросов и решений.


Вопросы для самопроверки

  1.  Дайте общее понятие о системном проекте.
  1.  Приведите примеры известных проектов, которые считаются СПрт.
  1.  Дайте концептуальное определение проектирования, проекта, системного проектирования.
  1.  Дайте расширенное определение системного проектирования.
  1.  Дайте расширенное общее определение системного проекта.
  1.  Основные сферы приложения СПр.
  1.  Охарактеризуйте примерное содержание СПрт.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

4789. Ветвящиеся программы. Тип данных Boolean 96 KB
  Ветвящиеся программы 1.Понятие условия. Тип данных Boolean (логический). 2.Составной оператор. 3.Выбирающие операторы: условный оператор. 4.Ветвящиеся программы. Пример. 5.Оптимизация ветвящихся программ по времени. 6.Скалярный тип. 7.Выбирающие опе...
4790. Графика в системе программирования TP-6 86 KB
  Графика в системе программирования TP-6. Графический экран. Виды графических адаптеров. Графический модуль GRAPH. Задача построения графика функции. Работа с текстами и ввод-вывод в графическом экране. Рекурсивные описания в графике. Работа ...
4791. Система программирования Вorland Рascal 7.0. Техника программирования структур управления алгоритмов 54 KB
  Система программирования Вorland Рascal 7.0. Цель: Первоначальное знакомство с технологией программирования в среде Вorland Рascal 7.0. Опорные знания: Начальные знания языка программирования Паскаль. Операционные среды Windows, MS DOS + Norto...
4792. Алгоритмы. Императивный подход. О понятии алгоритма. Декларативный подход 132.5 KB
  Алгоритмы. Императивный подход. Содержательное понятие алгоритма. Точное математическое определение алгоритма и изучение этого понятия - предмет специальной математической дисциплины - теории алгоритмов, которая, в свою очередь, опирается на...
4793. Концепция императивного язык программирования 83 KB
  Концепция императивного язык программирования. Основная задача программирования. Краткая история языков программирования. Языки программирования (ЯП) как формальные языки описания алгоритмов. Структура языка программирования. О синтаксисе и семантик...
4794. Концепция данных в программировании 80.5 KB
  Концепция данных Элементарные конструкции языка программирования: алфавит, данные, имена. Типы данных. Вычислительные структуры (многосортные алгебры) как формальные средства описания данных. Носители и сигнатуры, формы записи. Термы. Интерпретации ...
4795. Операторы управления языка Паскаль 89.5 KB
  Операторы управления ЯП Операторы выбора: типы, синтаксис и семантика. Выбирающие операторы ЯП Паскаль. Техника программирования ветвлений. Операторы повторения: типы, синтаксис и семантика. Техника программирования циклов...
4796. Структурные типы данных 98 KB
  Структурные типы данных Статические типы данных: Регулярный тип данных. Массивы. Одномерные массивы. Селекторные изменения. Многомерные массивы и общие типы индексов. Динамические и гибкие массивы. Строки. Комбинированный тип данных. Записи. Раздел ...
4797. Множественный тип данных. Множества 67 KB
  Множественный тип данных. Множества. Конечные множества как вычислительные структуры. Предварительное распределение памяти и контроль типов. Ввод/вывод и внешние вычислительные структуры. Файловый тип данных. Последовательные файлы. Файлы прямого до...