21808

Концептуальные понятия теории систем и системного анализа

Лекция

Финансы и кредитные отношения

Основными задачами системного анализа являются: задача декомпозиции представление систем из подсистем состоящих из элементов; задача анализа определение свойств систем или окружающей среды определение закона преобразования информации описывающего поведение системы; задача синтеза по описанию закона преобразования информации построить систему.1 Понятие системы Множество элементов А системы S можно описать в виде: где i=ый элемент системы: число элементов в системе.2 Элемент системы Отсюда систему можно...

Русский

2013-08-03

124.5 KB

3 чел.

Л2 Концептуальные понятия теории систем и системного анализа 

 

Вопросы:

2.1 Задачи системного анализа

2.2 Основные понятия теории систем

2.3 Основные положения системного анализа

2.4 Принципы и структура СА

Литература

1 Анфилатов В.С. и др. Системный анализ в управлении. – М.: Финансы и статистика, 2003 г. – стр.19-41.

В процессе создания АС необходимо полно и объективно представить объект автоматизации. Это значит необходимо описать его внутреннюю структуру, объясняющую причинно-следственные законы функционирования, что позволит предсказать, а значит управлять его поведением.

Принятие решений в АСУ осуществляется на основе общих закономерностей функционирования и свойствах систем с управлением, являющихся предметом изучения системного анализа.

2.1 Задачи системного анализа

Системный анализ – это методология решения проблем, основанная на структуризации систем и количественном сравнении альтернатив.

В системном анализе используется математический аппарат общей теории систем, а также качественные и количественные методы математической логики, теории эффективности, теоретической информатики, структурной лингвистики, теории множеств методов искусственного интеллекта, методов моделирования.

Применение системного анализа в теории принятия решений дает возможность выделить перечень и указать методику выполнения взаимосвязанных задач, позволяющих не упустить важные связи и свойства объекта автоматизации.

Основными задачами системного анализа являются:

  •  задача декомпозиции – представление систем из подсистем, состоящих из элементов;
  •  задача анализа – определение свойств систем или окружающей среды (определение закона преобразования информации, описывающего поведение системы);
  •  задача синтеза – по описанию закона преобразования информации построить систему.

В рамках каждой задачи выполняются частные процедуры.

Декомпозиция включает, как правило, две процедуры – наблюдение и измерение.

В задачах анализа и синтеза выделяются процедуры оценки свойств и алгоритмов, реализующих заданный закон преобразования информации.

Таким образом, в основе системного анализа как науки лежат определенные понятия и принципы проведения анализа систем.

2.2 Основные понятия теории систем

Под системой в общем случае понимают совокупность элементов и связей между ними, обладающих определенной целостностью

Элемент – некоторый неделимый объект (материальный, энергетический, информационный), обладающий рядом свойств и реализующий в системе определенный закон функционирования.

Рисунок 2.1 – Понятие системы

Множество элементов А  системы S можно описать в виде:

где      - i=ый элемент системы:

           - число элементов в системе.

Каждый элемент характеризуется m конкретными свойствами  z , z, z,… (вес, температура, которые определяют его в данной системе однозначно.

Под свойством понимают величину, обусловливающую сходство или отличие объектов и проявляющуюся при взаимодействии с другими объектами. Свойства объекта отражаются характеристиками и представляются в виде закона функционирования.

Совокупность всех m свойств называется состоянием элемента;

Рисунок 2.2 Элемент системы

Отсюда систему можно рассматривать как кортеж

Соотношение (  ,  ) назыают уравнениям наблюдения и уравнением состояния системы соответственно.

Классификация систем

Таблица     Классификация систем

Признаки

Классы

Природа элементов

Физические

Абстрактные

происхождение

Естественные

Искусственные

Степень сложности

Простые

Сложные

Большие

Изменчивость свойств

Статические

Динамические

Характер поведения

С управлением

Без управления

По наличию случайной функции

Детерминированные

Стохастические

В зависимости от типа X, Y, Z

Непрерывные

Дискретные

По взаимодействию с внешней средой

Открытые

Закрытые

Деление систем на физические и абстрактные позволяет различать реальные системы и системы, являющиеся моделями реальных. Для реальных может быть построено множество систем-моделей, различающихся по цели моделирования и по требуемой степени детализации. Например, реальная ЛВС для программиста –совокупность программного, математического и информационного обеспечения, для электроника, совокупность технических средств, их исправное или неисправное состояние, для хакера – совокупность объектов, подлежащих разведке, подавлению, уничтожению.

Сложные системы отличаются от простых наличием трех основных признаков: робастность, наличием неоднородных связей и эмерджентностью.

Робастность – способность сохранять частичную работоспособность при отказе отдельных элементов.

В сложных системах кроме значительного количества элементов имеют место различные по типу связи – структурные, функциональные, информационные, пространственно- временные.

Эмерджентность (целостность) – это свойство системы, которое принципиально не сводится к сумме свойств её элементов.

Понятие открытости систем конкретизируется для каждой предметной области. В области информационных систем открытыми называются программно-аппаратные комплексы, которым присущи следующие свойства:

  •  мобильность (программный комплекс (ПК) переносим на различные аппаратные платформы и в различные операционные системы;
  •  стандартность (ПК соответствует определенному стандарту независимо от конкретного разработчика);
  •  наращиваемость (ПК обеспечивает включение новых программных и аппаратных средств независимо от конкретного разработчика;
  •  совместимость (ПК имеет возможность взаимодействовать с другими комплексами на основе развитых интерфейсов с прикладными задачами в других системах.

В отличии от открытых замкнутые системы изолированы от среды – не оставляют свободными входных компонентов ни у одного из своих элементов. Пример – сети для обработки конфиденциальной информации.

2.3 Основные положения системного анализа

Система декомпозируется на элементы не сразу, а последовательным разделением на подсистемы.

Подсистема – это часть системы, выделенная по определенному признаку, обладающая некоторой самостоятельностью и допускающая разложение на элементы.

Последовательная декомпозиция системы в глубину приводит к иерархии подсистем, нижним уровнем которой является элемент. Примером декомпозиции является структура программы на языке Паскаль. (тело основной программы включает модули – подсистемы первого уровня, модули включают функции и процедуры – подсистемы второго уровня, процедуры включают операторов – элементы системы.

Характеристика – это отражение некоторого свойства элемента системы. Характеристика   задается кортежем

Характеристики делятся на количественные и качественные в зависимости от типа отношений на множестве их значений.

если на множестве значений заданы метризованные отношения с указанием степени количественного превосходства, то характеристика является количественной. Пример, размер экрана по диагонали (см.) и максимальное разрешение (ПК)являются количественными характеристиками мониторов.

Если пространство значений не метрическое, то такая характеристика называется качественной. Например, такая характеристика монитора, как комфортность разрешения, хотя и измеряется в пикселях, является качественной (мерцание , резкость).

характеристики элемента являются зависимыми переменными и отражают свойства элемента. одна из основных целей системного анализа – выявление внутренних свойств системы, определяющих её поведение.

Формально свойства представляются в виде закона функционирования.

Законом функционирования называется зависимость

Оператор   отражает поведение элемента , оцениваемый по степени достижения цели его функционирования.  

Цель ситуация или область ситуаций, которая должна быть достигнута при функционировании системы за определенный промежуток времени.

Закон функционирования отражает цель системы управления. Цель задается требованиями к показателям результативности, ресурсоемкости и оперативности функционирования системы. Цель для системы определяется старшей системой, в которой рассматриваемая система является элементом.

Показатель – характеристика, отражающая качество или целевую направленность системы.

Важным для описания систем является понятие алгоритма функционирования     , под котрам понимантся метод получения выходных характеристик с учетом        

Наличие нескольких алгоритмов достижения поставленной цели для системы с одним и тем же законом функционирования приводит к необходимости оценки систем по качеству и эффективности функционирования.

Качество – совокупность свойств объекта, обусловливающих его пригодность для использования по назначению.

Эффективность – степень приспособленности системы к достижению цели.

Критерий эффективности – обобщенный показатель и правило выбора лучшей системы.

Состояние

Z(t)


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

1561. Беременность как физиологический процесс 20.09 KB
  Беременность физиологическое состояние женского организма в период плодоношения. Она начинается с момента оплодотворения и заканчивается рождением зрелого плода. В практике началом беременности считается день последнего осеменения.
1562. Ветеринарно–санитарные и гигиенические условия при получении спермы 19.16 KB
  Получают сперму от производителей в условиях теплого, светлого, просторного манежа и идеальной чистоты.
1563. Видовые особенности полового цикла у самок. Поли и моноциклические животные 20.57 KB
  Сложный нейрогуморальный рефлекторный процесс, характеризующийся комплексом физиологических и морфологических изменений в половых органах и во всем организме самки от одной стадии возбуждения до другой (или от одной течки, охоты до другой).
1564. Виды беременности. Продолжительность беременности у разных видов животных 19.24 KB
  У коров – стельность, у кобыл – жеребость, у свиней – супоросность, у овец – суягность, у собак – щенность, у кошек – сукотность. Беременность физиологическое состояние женского организма в период плодоношения.
1565. Влияние беременности на организм матери 21.34 KB
  С наступлением беременности функции организма матери перестраиваются, становятся более многообразными. Изменяется сосудистое русло матки, усиливается вентиляция легких, повышается кислотность желудочного сока, возрастает способность слизистой оболочки желудочно-кишечного тракта.
1566. Влияние внешних факторов на состояние молочной железы (массаж, ручное и машинное доение) 19.38 KB
  Молочная железа, вымя – паренхиматозный орган, железа внешней секреции, продуцирующая молока. Доение - процесс получения молока от с.-х. животных. У лактирующих коров с течением времени образуются условные рефлексы отдачи молока на окружающую обстановку.
1567. Внутренние методы диагностики беременности вагинальный и ректальный 19.26 KB
  Вагинальный метод диагностики беременности включает осмотр и пальпацию. Метод пальпации заключается во введении руки во влагалище и в прощупывании плода через свод влагалища.
1568. Врожденное бесплодие: инфатилизм, фриматизм, гермафродизм и другие 22.64 KB
  Бесплодие — это потеря животным способности к воспроизводству при нарушении функции размножения взрослого организма. Врожденное бесплодие — неспособность к воспроизводству как следствие аномалий развития полового аппарата самцов и самок.
1569. Гигиена нормальных родов. Прием новорожденного и уход за ним. Уход за родильницей 22.24 KB
  Роды - сложный физиологический процесс, заключается в выведении зрелого, жизнеспособного плода и его плодной оболочки из полости матки через родовые пути. Родовые пути-шейка матки, влагалище и его преддверие, вульва.